DE102017005578A1 - gas sensor - Google Patents

gas sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102017005578A1
DE102017005578A1 DE102017005578.5A DE102017005578A DE102017005578A1 DE 102017005578 A1 DE102017005578 A1 DE 102017005578A1 DE 102017005578 A DE102017005578 A DE 102017005578A DE 102017005578 A1 DE102017005578 A1 DE 102017005578A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
protective cover
inlet
chamber
sensor element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017005578.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Yosuke Adachi
Tetsuya Ishikawa
Jumpei Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of DE102017005578A1 publication Critical patent/DE102017005578A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases

Abstract

Ein Gassensor 100 umfasst ein Sensorelement 110 mit einem Gaseinlass 111; eine innere Schutzabdeckung 130, die eine Sensorelementkammer 124 in ihrem Inneren aufweist und in der mindestens ein Elementkammereinlass 127 und mindestens ein Elementkammerauslass 138a angeordnet sind; und eine äußere Schutzabdeckung 140, die einen Körperabschnitt 143, der eine zylindrische Form aufweist und in dem zumindest ein äußerer Einlass 144a angeordnet ist, und einen vorderen Endabschnitt 146 umfasst, der einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als der des Körperabschnitts 143 ist, und in dem mindestens ein äußerer Auslass 147a angeordnet ist. Der äußere Einlass 144a umfasst ein horizontales Loch 144b, das in einem seitlichen Abschnitt 143a des Körperabschnitts 143 der äußeren Schutzabdeckung 140 angeordnet ist. Der äußere Auslass 147a ist nicht in einem seitlichen Abschnitt 146a des vorderen Endabschnitts 146 der äußeren Schutzabdeckung 140 angeordnet.A gas sensor 100 includes a sensor element 110 having a gas inlet 111; an inner protective cover 130 which has a sensor element chamber 124 in its interior and in which at least one element chamber inlet 127 and at least one element chamber outlet 138a are arranged; and an outer protective cover 140 including a body portion 143 having a cylindrical shape in which at least one outer inlet 144a is disposed, and a front end portion 146 having an inner diameter smaller than that of the body portion 143, and in FIG the at least one outer outlet 147a is arranged. The outer inlet 144a includes a horizontal hole 144b disposed in a side portion 143a of the body portion 143 of the outer protective cover 140. The outer outlet 147 a is not disposed in a side portion 146 a of the front end portion 146 of the outer protective cover 140.

Description

Technischer BereichTechnical part

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gassensor.The present invention relates to a gas sensor.

Technischer HintergrundTechnical background

Ein Beispiel eines bekannten Gassensors erfasst die Konzentration eines vorgegebenen Gases wie NOx oder Sauerstoff in einem Meßobjektgas wie dem Abgas eines Automobils. In PTL 1 ist beispielsweise ein Gassensor beschrieben, der eine äußere Schutzabdeckung und eine innere Schutzabdeckung umfasst. Die innere Schutzabdeckung weist eine zylindrische Form mit einer Unterseite auf und ist so zwischen der äußeren Schutzabdeckung und einem Sensorelement angeordnet, dass sie das vordere Ende des Sensorelements bedeckt. Die in PTL 1 beschriebene äußere Schutzabdeckung weist mehrere erste äußere Gaslöcher, durch die das Meßobjektgas eintritt, und zweite äußere Gaslöcher auf, durch die das Meßobjektgas ausströmt. Darüber hinaus ist die innere Schutzabdeckung gemäß PTL 1 in einer vorgegebenen Form so ausgebildet, dass das Sensorelement ein schnelles Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen und gleichzeitig hohe Wärmehalteeigenschaften aufweist.An example of a known gas sensor detects the concentration of a given gas such as NOx or oxygen in a measurement object gas such as the exhaust gas of an automobile. For example, in PTL 1, a gas sensor including an outer protective cover and an inner protective cover is described. The inner protective cover has a cylindrical shape with a lower surface and is disposed between the outer protective cover and a sensor element so as to cover the front end of the sensor element. The outer protective cover described in PTL 1 has a plurality of first outer gas holes through which the DUT gas enters and second outer gas holes through which the DUT gas flows. In addition, the inner protective cover according to PTL 1 is formed in a predetermined shape so that the sensor element has a fast response in the detection of gas concentrations and at the same time high heat retention properties.

Liste der EntgegenhaltungenList of citations

Patentliteraturpatent literature

  • PTL 1: WO 2014/192945 PTL 1: WO 2014/192945

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das Ansprechverhalten des vorstehend beschriebenen Gassensors bei der Erfassung von Gaskonzentrationen kann entsprechend der Ausrichtung variieren, in der der Gassensor an einem Rohr oder dergleichen angebracht ist. Anders ausgedrückt kann das Ansprechverhalten abhängig von der Ausrichtung nachlassen, in der der Gassensor angebracht ist.The response of the gas sensor described above in the detection of gas concentrations may vary according to the orientation in which the gas sensor is attached to a pipe or the like. In other words, the response may decrease depending on the orientation in which the gas sensor is mounted.

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems vorgenommen, und die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verringerung des Einflusses der Ausrichtung, in der der Gassensor angebracht ist, auf das Ansprechverhalten.The present invention has been made to solve the above-described problem, and the main object of the present invention is to reduce the influence of the orientation in which the gas sensor is mounted on the response.

Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe nutzt die vorliegende Erfindung die folgende Konfiguration.To achieve the object described above, the present invention uses the following configuration.

Ein Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
ein Sensorelement, das einen Gaseinlass aufweist, durch den Meßobjektgas eingeleitet wird, und das zur Erfassung einer Konzentration eines vorgegebenen Gases in dem Meßobjektgas geeignet ist, das durch den Gaseinlass in das Sensorelement strömt;
eine innere Schutzabdeckung, die in ihrem Inneren eine Sensorelementkammer aufweist und in der ein oder mehrere Elementkammereinlässe und ein oder mehrere Elementkammerauslässe angeordnet sind, wobei in der Sensorelementkammer ein vorderes Ende des Sensorelements und der Gaseinlass untergebracht sind, der Elementkammereinlass ein Eingang zur Sensorelementkammer ist, und der Elementkammerauslass ein Ausgang aus der Sensorelementkammer ist; und
eine äußere Schutzabdeckung, die außerhalb der inneren Schutzabdeckung angeordnet ist und einen Körperabschnitt, der eine zylindrische Form aufweist und in dem ein oder mehrere äußere Einlässe angeordnet sind, und einen vorderen Endabschnitt umfasst, der eine zylindrische Form mit einer Unterseite und einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Innendurchmesser des Körperabschnitts ist, und in dem ein oder mehrere äußere Auslässe angeordnet sind, wobei der äußere Einlass ein Eingang für das Meßobjektgas von außen ist und der äußere Auslass ein Ausgang für das Meßobjektgas nach außen ist,
wobei die äußere Schutzabdeckung und die innere Schutzabdeckung eine erste Gaskammer als Raum zwischen dem Körperabschnitt der äußeren Schutzabdeckung und der inneren Schutzabdeckung und eine zweite Gaskammer als Raum zwischen dem vorderen Endabschnitt der äußeren Schutzabdeckung und der inneren Schutzabdeckung bilden, die erste Gaskammer zumindest ein Abschnitt eines Strömungskanals für das Meßobjektgas zwischen dem äußeren Einlass und dem Elementkammereinlass ist, und die zweite Gaskammer zumindest ein Abschnitt eines Strömungskanals für das Meßobjektgas zwischen dem äußeren Auslass und dem Elementkammerauslass und nicht direkt mit der ersten Gaskammer verbunden ist,
der Elementkammereinlass so in der inneren Schutzabdeckung ausgebildet ist, dass eine elementseitige Öffnung des Elementkammereinlasses, die sich neben der Sensorelementkammer befindet, in einer Vorwärtsrichtung geöffnet ist, die eine Richtung von einem hinteren Ende zum vorderen Ende des Sensorelements ist,
der äußere Einlass ein horizontales Loch umfasst, das in einem seitlichen Abschnitt des Körperabschnitts der äußeren Schutzabdeckung angeordnet ist, und
der äußere Auslass nicht in einem seitlichen Abschnitt des vorderen Endabschnitts der äußeren Schutzabdeckung angeordnet ist.A gas sensor according to the present invention comprises:
a sensor element having a gas inlet through which the measurement-object gas is introduced, and capable of detecting a concentration of a predetermined gas in the measurement-object gas flowing into the sensor element through the gas inlet;
an inner protective cover having in its interior a sensor element chamber and in which one or more element chamber inlets and one or more element chamber outlets are arranged, wherein in the sensor element chamber a front end of the sensor element and the gas inlet are housed, the element chamber inlet is an input to the sensor element chamber, and the element chamber outlet is an output from the sensor element chamber; and
an outer protective cover which is disposed outside the inner protective cover and a body portion which has a cylindrical shape and in which one or more outer inlets are arranged, and a front end portion having a cylindrical shape with a lower side and an inner diameter, the is smaller than an inner diameter of the body portion and in which one or more outer outlets are disposed, the outer inlet being an input for the measurement object gas from the outside and the outer outlet being an output for the measurement object gas to the outside,
wherein the outer protective cover and the inner protective cover form a first gas chamber as a space between the body portion of the outer protective cover and the inner protective cover and a second gas chamber as a space between the front end portion of the outer protective cover and the inner protective cover, the first gas chamber at least a portion of a flow channel for the sample gas between the outer inlet and the element chamber inlet, and the second gas chamber at least a portion of a flow channel for the Meßobjektgas between the outer outlet and the element chamber outlet and is not directly connected to the first gas chamber,
the element chamber inlet is formed in the inner protective cover such that an element side opening of the element chamber inlet located adjacent to the sensor element chamber is opened in a forward direction which is a direction from a rear end to the front end of the sensor element;
the outer inlet comprises a horizontal hole arranged in a side portion of the body portion of the outer protective cover, and
the outer outlet is not disposed in a side portion of the front end portion of the outer protective cover.

Das Meßobjektgas, das um den Gassensor strömt, tritt durch den äußeren Einlass in der äußeren Schutzabdeckung in den Gassensor ein, durchströmt die erste Gaskammer und den Elementkammereinlass und erreicht den Gaseinlass in der Sensorelementkammer. Das Meßobjektgas in der Sensorelementkammer durchströmt den Elementkammerauslass und die zweite Gaskammer und strömt durch den äußeren Auslass in der äußeren Schutzabdeckung aus. Da der äußere Auslass bei diesem Gassensor nicht in dem seitlichen Abschnitt des vorderen Endabschnitts der äußeren Schutzabdeckung ausgebildet ist, kann der Einfluss der Ausrichtung, in der der Gassensor angebracht ist, auf das Ansprechverhalten verringert werden. Der Grund hierfür ist wie folgt. Ist ein äußerer Auslass in dem seitlichen Abschnitt des vorderen Endabschnitts der äußeren Schutzabdeckung ausgebildet, kann das Ansprechverhalten abhängig von der Beziehung zwischen der Position des äußeren Auslasses in dem seitlichen Abschnitt und der Richtung variieren, in der das Meßobjektgas um den äußeren Auslass strömt. Wenn der äußere Auslass in dem seitlichen Abschnitt beispielsweise parallel zur Stromaufseite der Richtung, in die das Meßobjektgas strömt, und zu dieser geöffnet ist, wird der Strom des Meßobjektgases, der danach strebt, durch den äußeren Auslass in dem seitlichen Abschnitt aus dem Raum in der äußeren Schutzabdeckung zu strömen, von dem Meßobjektgas behindert, das um den äußeren Auslass strömt, und das Ansprechverhalten neigt dadurch dazu, nachzulassen. Wenn das Ansprechverhalten abhängig von der Beziehung zwischen der Position des äußeren Auslasses in dem seitlichen Abschnitt und der Richtung, in die Meßobjektgas strömt, erheblich variiert, kann das Ansprechverhalten beispielsweise abhängig von der Ausrichtung nachlassen, in der der Gassensor angebracht ist. Da der äußere Auslass bei dem erfindungsgemäßen Gassensor nicht in dem seitlichen Abschnitt ausgebildet ist, kann der Einfluss der Ausrichtung, in der der Gassensor angebracht ist, auf das Ansprechverhalten verringert werden. Darüber hinaus umfasst der äußere Einlass bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung das in dem seitlichen Abschnitt des Körperabschnitts der äußeren Schutzabdeckung ausgebildete horizontale Loch. Dementsprechend tritt das Meßobjektgas leichter durch den äußeren Einlass ein als in dem Fall, in dem der äußere Einlass kein horizontales Loch umfasst, beispielsweise in dem Fall, in dem der äußere Einlass nur ein vertikales Loch umfasst. Dadurch wird das Ansprechverhalten verbessert. Darüber hinaus ist der Elementkammereinlass bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung so in der inneren Schutzabdeckung ausgebildet, dass seine elementseitige Öffnung, die sich neben der Sensorelementkammer befindet, in der Vorwärtsrichtung geöffnet ist. Daher wird das Meßobjektgas, das durch die elementseitige Öffnung ausgeströmt ist, weder in einer zur Oberfläche des Sensorelements senkrechten Richtung gegen eine Oberfläche des Sensorelements (eine andere Oberfläche als den Gaseinlass) geblasen, noch strömt es über eine lange Strecke entlang der Oberfläche des Sensorelements, bevor es den Gaseinlass erreicht. Dementsprechend kann eine Abkühlung des Sensorelements verringert werden. Eine Abkühlung des Sensorelements wird durch Einstellen der Richtung verringert, in die die elementseitige Öffnung geöffnet ist, und nicht durch Verringern der Strömungsmenge und der Strömungsgeschwindigkeit des Meßobjektgases im Inneren der inneren Schutzabdeckung. Daher kann das Ausmaß des Nachlassens des Ansprechverhaltens bei der Erfassung von Gaskonzentrationen verringert werden. Dadurch weist das Sensorelement ein schnelles Ansprechverhalten und gleichzeitig hohe Wärmehalteeigenschaften auf.The measurement gas flowing around the gas sensor enters the gas sensor through the outer inlet in the outer protective cover, passes through the first gas chamber and the element chamber inlet, and reaches the gas inlet in the sensor element chamber. The measurement-object gas in the sensor element chamber flows through the element-chamber outlet and the second gas chamber, and flows out through the outer outlet in the outer protection cover. Since the outer outlet in this gas sensor is not formed in the lateral portion of the front end portion of the outer protective cover, the influence of the orientation in which the gas sensor is mounted on the response can be reduced. The reason is as follows. When an outer outlet is formed in the side portion of the front end portion of the outer protective cover, the response may vary depending on the relationship between the position of the outer outlet in the side portion and the direction in which the measuring-object gas flows around the outer outlet. For example, when the outer outlet in the side portion is opened parallel to the upstream side of and in the direction of the measurement object gas, the flow of the measurement object gas which strives therethrough becomes outward through the outer outlet in the lateral portion to flow against the outer protective cover, obstructed by the Meßobjektgas flowing around the outer outlet, and the response tends thereby to relax. For example, when the response varies considerably depending on the relationship between the position of the outer outlet in the side portion and the direction in which the measurement object gas flows, the response may be lowered depending on the orientation in which the gas sensor is mounted. Since the outer outlet in the gas sensor according to the present invention is not formed in the lateral portion, the influence of the orientation in which the gas sensor is mounted on the response can be reduced. Moreover, in the gas sensor according to the present invention, the outer inlet includes the horizontal hole formed in the side portion of the body portion of the outer protective cover. Accordingly, the measurement object gas more easily enters through the outer inlet than in the case where the outer inlet does not include a horizontal hole, for example, in the case where the outer inlet includes only a vertical hole. This improves the response. Moreover, in the gas sensor according to the present invention, the element chamber inlet is formed in the inner protective cover so that its element-side opening located adjacent to the sensor element chamber is opened in the forward direction. Therefore, the measurement-object gas that has flowed out through the element-side opening is not blown against a surface of the sensor element (surface other than the gas inlet) in a direction perpendicular to the surface of the sensor element, nor does it flow along the surface of the sensor element for a long distance. before it reaches the gas inlet. Accordingly, cooling of the sensor element can be reduced. Cooling of the sensor element is reduced by adjusting the direction in which the element-side opening is opened, and not by decreasing the flow rate and the flow velocity of the measurement object gas inside the inner protective cover. Therefore, the extent of the decrease of the response in the detection of gas concentrations can be reduced. As a result, the sensor element has a fast response and high heat retention properties.

Hier umfasst der Ausdruck ”die elementseitige Öffnung ist in der Vorwärtsrichtung geöffnet” einen Fall, in dem die elementseitige Öffnung parallel zur Vorwärtsrichtung geöffnet ist, und einen Fall, in dem die elementseitige Öffnung schräg zur Vorwärtsrichtung des Sensorelements geöffnet ist, so dass sie mit zunehmendem Abstand in der Vorwärtsrichtung des Sensorelements näher an dem Sensorelement liegt. Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann der äußere Auslass in zumindest entweder einem unteren Abschnitt des vorderen Endabschnitts oder einem Eckabschnitt zwischen dem seitlichen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des vorderen Endabschnitts ausgebildet sein. Der äußere Auslass kann nur entweder im unteren Abschnitt oder im Eckabschnitt ausgebildet sein.Here, the expression "the element-side opening is opened in the forward direction" includes a case in which the element-side opening is opened parallel to the forward direction, and a case in which the element-side opening is opened obliquely to the forward direction of the sensor element so as to increase Distance in the forward direction of the sensor element is closer to the sensor element. In the gas sensor according to the present invention, the outer outlet may be formed in at least one of a lower portion of the front end portion and a corner portion between the side portion and the lower portion of the front end portion. The outer outlet may be formed only in either the lower portion or the corner portion.

Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine minimale Wegstrecke P vom äußeren Einlass zum Gaseinlass 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger betragen. Wenn die minimale Wegstrecke P vom äußeren Einlass zum Gaseinlass 11,0 mm oder weniger beträgt, erreicht das Meßobjektgas, das durch den äußeren Einlass eingetreten ist, den Gaseinlass in relativ kurzer Zeit. Dementsprechend verbessert sich das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen. Wenn die minimale Wegstrecke P 5,0 mm oder mehr beträgt, das kann Auftreten von Problemen aufgrund einer unzureichenden minimalen Wegstrecke P verringert werden. Derartige Probleme umfassen beispielsweise die Gefahr, dass externe Giftstoffe und Wasser, die durch den äußeren Einlass eingedrungen sind, das Sensorelement leicht erreichen, und die Gefahr, dass das Sensorelement leicht durch das Meßobjektgas abgekühlt wird.In the gas sensor according to the present invention, a minimum travel distance P from the outer inlet to the gas inlet may be 5.0 mm or more and 11.0 mm or less. When the minimum distance P from the outer inlet to the gas inlet is 11.0 mm or less, the measurement object gas reaches through the outer inlet, the gas inlet in a relatively short time. Accordingly, the response improves in the detection of gas concentrations. If the minimum distance P is 5.0 mm or more, occurrence of problems due to an insufficient minimum distance P can be reduced. Such problems include, for example, the danger that external toxins and water that have entered through the outer inlet easily reach the sensor element and the risk that the sensor element is easily cooled by the measurement object gas.

Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die minimale Wegstrecke P vorzugsweise 10,5 mm oder weniger, bevorzugter 10,0 mm oder weniger, noch bevorzugter weniger als 10,0 mm, noch bevorzugter 9,5 mm oder weniger, und noch bevorzugter 9,0 mm oder weniger. Bei einer Verringerung der minimalen Wegstrecke P verbessert sich das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen. Die minimale Wegstrecke P kann 7,0 mm oder mehr oder 8,0 mm oder mehr betragen.In the gas sensor according to the present invention, the minimum travel distance P is preferably 10.5 mm or less, more preferably 10.0 mm or less, still more preferably less than 10.0 mm, even more preferably 9.5 mm or less, and still more preferably 9 , 0 mm or less. With a reduction in the minimum distance P, the response improves in the detection of gas concentrations. The minimum distance P may be 7.0 mm or more or 8.0 mm or more.

Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Querschnittsflächenverhältnis S1/S2, das ein Verhältnis einer Gesamtquerschnittsfläche S1 [mm2] des äußeren Einlasses zu einer Gesamtquerschnittsfläche S2 [mm2] des äußeren Auslasses ist, mehr als 2,0 und 5,0 oder weniger betragen. Wenn das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 mehr als 2,0 beträgt, ist die Gesamtquerschnittsfläche S1 relativ groß, so dass die Strömungsmenge, mit der das Meßobjektgas durch den äußeren Einlass eintritt, dazu neigt, zuzunehmen.In the gas sensor according to the present invention, a sectional area ratio S1 / S2 that is a ratio of a total sectional area S1 [mm 2 ] of the outer inlet to a total sectional area S2 [mm 2 ] of the outer outlet may be more than 2.0 and 5.0 or less. When the sectional area ratio S1 / S2 is more than 2.0, the total sectional area S1 is relatively large, so that the flow amount at which the measurement object gas enters through the outer inlet tends to increase.

Darüber hinaus ist die Gesamtquerschnittsfläche S2 relativ klein, so dass die Strömungsmenge, bei der das Meßobjektgas danach strebt, durch den äußeren Auslass einzudringen (Rückstrom), dazu tendiert, sich zu verringern. Dementsprechend ist das Meßobjektgas in dem Raum um den Gaseinlass leicht durch das eingetretene Meßobjektgas zu ersetzen. Dadurch verbessert sich das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen. Wenn die Gesamtquerschnittsfläche S2 zu klein ist, nimmt die Strömungsmenge ab, bei der das Meßobjektgas durch den äußeren Auslass ausströmt, und das Ansprechverhalten kann dementsprechend nachlassen. Wenn das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 jedoch 5,0 oder weniger beträgt, kann das Nachlassen des Ansprechverhaltens unterdrückt werden.Moreover, the total sectional area S2 is relatively small, so that the flow rate at which the measurement object gas tends to penetrate through the outer outlet (backflow) tends to decrease. Accordingly, the measurement object gas in the space around the gas inlet is easily replaced by the measurement object gas that has entered. This improves the response when detecting gas concentrations. If the total sectional area S2 is too small, the flow amount at which the measurement-object gas flows out through the outer outlet decreases, and the response can be decreased accordingly. However, when the sectional area ratio S1 / S2 is 5.0 or less, the decrease of the response can be suppressed.

Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 vorzugsweise 2,5 oder mehr, bevorzugter 3,0 oder mehr, und noch bevorzugter, 3,4 oder mehr. Wenn das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 zunimmt, tendiert das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen dazu, sich zu verbessern.In the gas sensor according to the present invention, the sectional area ratio S1 / S2 is preferably 2.5 or more, more preferably 3.0 or more, and even more preferably 3.4 or more. As the sectional area ratio S1 / S2 increases, the gas concentration detection response tends to improve.

Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Gesamtquerschnittsfläche S1 10 mm2 oder mehr betragen. Die Gesamtquerschnittsfläche S1 kann auch 30 mm2 oder weniger betragen. Die Gesamtquerschnittsfläche S2 kann 2 mm2 oder mehr betragen. Die Gesamtquerschnittsfläche S2 kann auch 10 mm2 oder weniger betragen.In the gas sensor according to the present invention, the total sectional area S1 may be 10 mm 2 or more. The total cross-sectional area S1 may also be 30 mm 2 or less. The total cross-sectional area S2 may be 2 mm 2 or more. The total cross-sectional area S2 may also be 10 mm 2 or less.

Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann die innere Schutzabdeckung ein erstes Element und ein zweites Element umfassen, und der Elementkammereinlass kann als Spalt zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ausgebildet sein. Ebenso kann das erste Element einen ersten zylindrischen Abschnitt umfassen, der das Sensorelement umgibt, und das zweite Element kann einen zweiten zylindrischen Abschnitt mit einem Durchmesser umfassen, der größer als ein Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts ist. Der Elementkammereinlass kann ein röhrenförmiger Spalt zwischen einer äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts und einer inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts sein.In the gas sensor according to the present invention, the inner protective cover may include a first member and a second member, and the element chamber inlet may be formed as a gap between the first member and the second member. Likewise, the first member may include a first cylindrical portion surrounding the sensor element, and the second member may include a second cylindrical portion having a diameter larger than a diameter of the first cylindrical portion. The element chamber inlet may be a tubular gap between an outer peripheral surface of the first cylindrical portion and an inner peripheral surface of the second cylindrical portion.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist ein schematisches Diagramm, das die Art und Weise darstellt, in der ein Gassensor 100 an einem Rohr 20 angebracht ist. 1 is a schematic diagram illustrating the manner in which a gas sensor 100 on a pipe 20 is appropriate.

2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 1. 2 is a sectional view taken along the line AA according to 1 ,

3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B gemäß 2. 3 is a sectional view taken along the line BB according to 2 ,

4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß 3. 4 is a sectional view taken along the line CC according to 3 ,

5 ist eine Schnittansicht einer äußeren Schutzabdeckung 140 entlang der Linie C-C gemäß 3. 5 is a sectional view of an outer protective cover 140 along the line CC according to 3 ,

6 ist eine Ansicht in der Richtung des Pfeils D gemäß 3. 6 is a view in the direction of the arrow D according to 3 ,

7 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie E-E gemäß 4. 7 is an enlarged partial sectional view along the line EE according to 4 ,

8 ist eine Schnittansicht, die den Fall darstellt, in dem äußere Auslässe 147a mehrere horizontale Löcher 147b umfassen. 8th Fig. 12 is a sectional view illustrating the case in which external outlets 147a several horizontal holes 147b include.

9 ist eine perspektivische Ansicht, die den Fall darstellt, in dem die äußeren Auslässe 147a mehrere horizontale Löcher 147b umfassen. 9 is a perspective view illustrating the case in which the outer outlets 147a several horizontal holes 147b include.

10 ist eine Schnittansicht, die den Fall darstellt, in dem die äußeren Auslässe 147a Ecklöcher 147d umfassen. 10 is a sectional view illustrating the case in which the outer outlets 147a corner holes 147d include.

11 ist eine Schnittansicht, die Elementkammereinlässe 227 gemäß einer Modifikation darstellt. 11 is a sectional view, the element chamber inlets 227 according to a modification.

12 ist eine vertikale Schnittansicht eines Gassensors 300 gemäß einer Modifikation. 12 is a vertical sectional view of a gas sensor 300 according to a modification.

13 ist eine Schnittansicht einer äußeren Schutzabdeckung 140 gemäß dem experimentellen Beispiel 4. 13 is a sectional view of an outer protective cover 140 according to experimental example 4.

14 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Gassensors 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 5. 14 is an enlarged partial sectional view of a gas sensor 100 according to experimental example 5.

15 ist ein Graph, der die Winkelabhängigkeit der Reaktionszeit von Gassensoren gemäß den experimentellen Beispielen 1 bis 5 zeigt. 15 FIG. 12 is a graph showing the angular dependence of the response time of gas sensors according to Experimental Examples 1 to 5.

16 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit V und der Reaktionszeit bei den experimentellen Beispielen 1 bis 5 zeigt. 16 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the flow velocity V and the reaction time in Experimental Examples 1 to 5. FIG.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Art und Weise darstellt, in der ein Gassensor 100 an einem Rohr 20 angebracht ist. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 1. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B gemäß 2. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß 3. 5 ist eine Schnittansicht einer äußeren Schutzabdeckung 140 entlang der Linie C-C gemäß 3. 5 zeigt die Struktur, wobei ein erster zylindrischer Abschnitt 134, ein zweiter zylindrischer Abschnitt 136, ein vorderer Endabschnitt 138 und ein Sensorelement 110 von der in 4 dargestellten Struktur entfernt wurden. 6 ist eine Ansicht in der Richtung des Pfeils D gemäß 3. 7 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie E-E gemäß 4.Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1 is a schematic diagram illustrating the manner in which a gas sensor 100 on a pipe 20 is appropriate. 2 is a sectional view taken along the line AA according to 1 , 3 is a sectional view taken along the line BB according to 2 , 4 is a sectional view taken along the line CC according to 3 , 5 is a sectional view of an outer protective cover 140 along the line CC according to 3 , 5 shows the structure, wherein a first cylindrical section 134 a second cylindrical section 136 , a front end portion 138 and a sensor element 110 from the in 4 structure have been removed. 6 is a view in the direction of the arrow D according to 3 , 7 is an enlarged partial sectional view along the line EE according to 4 ,

Wie in 1 dargestellt, ist der Gassensor 100 an dem Rohr 20 angebracht, das ein Abgasweg aus einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs ist. Der Gassensor 100 erfasst die Konzentration zumindest einer der Gaskomponenten wie NOx und O2 des aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgases als Meßobjektgas. Wie in 2 dargestellt, ist der Gassensor 100 so an dem Rohr 20 befestigt, dass seine Mittelachse senkrecht zum Strom des Meßobjektgases in dem Rohr 20 ist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Gassensor 100 so an dem Rohr 20 befestigt sein kann, dass seine Mittelachse senkrecht zum Strom des Meßobjektgases in dem Rohr 20 ist und in Bezug auf die vertikale Richtung einen vorgegebenen Winkel (beispielsweise 45°) aufweist.As in 1 shown, is the gas sensor 100 on the pipe 20 attached, which is an exhaust path from an internal combustion engine of a vehicle. The gas sensor 100 detects the concentration of at least one of the gas components such as NOx and O 2 of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine as the measurement target gas. As in 2 shown, is the gas sensor 100 so on the pipe 20 attached, that its central axis perpendicular to the flow of Meßobjektgases in the tube 20 is. It should be noted that the gas sensor 100 so on the pipe 20 may be fixed, that its central axis perpendicular to the flow of Meßobjektgases in the tube 20 and has a predetermined angle (for example 45 °) with respect to the vertical direction.

Wie in 3 dargestellt, umfasst der Gassensor 100 ein Sensorelement 110 mit der Funktion der Erfassung der Konzentration eines vorgegebenen Gases in dem Meßobjektgas und eine Schutzabdeckung 120, die das Sensorelement 110 schützt. Der Gassensor 100 umfasst auch ein Metallgehäuse 102 und eine metallene Mutter 103 mit einem Außengewinde an ihrer äußeren Umfangsfläche. Das Gehäuse 102 wird durch ein Befestigungselement 22 eingesetzt, das an das Rohr 20 geschweißt ist und auf seiner inneren Umfangsfläche ein Innengewinde aufweist, und die Mutter 103 wird so in das Befestigungselement 22 geschraubt, dass das Gehäuse 102 an dem Befestigungselement 22 befestigt wird. Dadurch wird der Gassensor 100 an dem Rohr 20 befestigt. Die Richtung, in der das Meßobjektgas durch das Rohr 20 strömt, ist gemäß 3 die Richtung von links nach rechts.As in 3 illustrated, includes the gas sensor 100 a sensor element 110 with the function of detecting the concentration of a given gas in the target gas and a protective cover 120 that the sensor element 110 protects. The gas sensor 100 also includes a metal case 102 and a metal mother 103 with an external thread on its outer peripheral surface. The housing 102 is through a fastener 22 used that to the pipe 20 is welded and has on its inner peripheral surface an internal thread, and the nut 103 becomes so in the fastener 22 screwed that housing 102 on the fastener 22 is attached. This will make the gas sensor 100 on the pipe 20 attached. The direction in which the DUT gas flows through the pipe 20 is flowing according to 3 the direction from left to right.

Das Sensorelement 110 ist ein dünnes, längliches plattenförmiges Element und weist eine mehrschichtige Struktur auf, die mehrere Schichten aus einem sauerstoffionenleitenden Festelektrolyt wie Zirkoniumoxid (ZrO2) umfasst. Das Sensorelement 110 weist einen Gaseinlass 111 auf, durch den das Meßobjektgas eingeleitet wird und der zur Erfassung der Konzentration des vorgegebenen Gases (beispielsweise NOx oder O2) in dem Meßobjektgas geeignet ist, das durch den Gaseinlass 111 in das Sensorelement strömt 110. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Gaseinlass 111 an der vorderen Endfläche des Sensorelements 110 (gemäß 3 der Bodenfläche des Sensorelements 110) geöffnet. Das Sensorelement 110 weist ein darin angeordnetes Heizelement auf, wobei das Heizelement die Funktion hat, das Sensorelement 110 zu erwärmen, um seine Temperatur einzustellen. Die Struktur des Sensorelements 110 und das Prinzip der Erfassung von Gaskonzentrationen sind allgemein bekannt und beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2008-164411 beschrieben. Das vordere Ende (gemäß 3 das untere Ende) und der Gaseinlass 111 des Sensorelements 110 sind in einer Sensorelementkammer 124 angeordnet. Die Richtung vom hinteren Ende zum vorderen Ende des Sensorelements 110 (gemäß 3 die Abwärtsrichtung) wird als eine Vorwärtsrichtung bezeichnet. The sensor element 110 is a thin, elongated plate-shaped member and has a multi-layered structure comprising a plurality of layers of an oxygen ion conductive solid electrolyte such as zirconia (ZrO 2 ). The sensor element 110 has a gas inlet 111 through which the measurement-object gas is introduced and which is suitable for detecting the concentration of the given gas (for example, NOx or O 2 ) in the measurement-object gas passing through the gas inlet 111 flows into the sensor element 110 , In the present embodiment, the gas inlet 111 on the front end surface of the sensor element 110 (according to 3 the bottom surface of the sensor element 110 ) open. The sensor element 110 has a heating element disposed therein, the heating element having the function of the sensor element 110 to heat up to adjust its temperature. The structure of the sensor element 110 and the principle of detection of gas concentrations are well known and for example in the unaudited Japanese Patent Application Publication No. 2008-164411 described. The front end (according to 3 the lower end) and the gas inlet 111 of the sensor element 110 are in a sensor element chamber 124 arranged. The direction from the rear end to the front end of the sensor element 110 (according to 3 the downward direction) is referred to as a forward direction.

Das Sensorelement 110 umfasst eine poröse Schutzschicht 110a, die seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die poröse Schutzschicht 110a auf fünf der sechs Seitenflächen des Sensorelements 110 ausgebildet und bedeckt im Wesentlichen die gesamte Oberfläche eines Abschnitts des Sensorelements 110, der in der Sensorelementkammer 124 freiliegt. Genauer bedeckt die poröse Schutzschicht 110a die gesamte vordere Endfläche (gemäß 3 die Unterseite) des Sensorelements 110, in der der Gaseinlass 111 ausgebildet ist. Darüber hinaus bedeckt die poröse Schutzschicht 110a vier Seitenflächen (gemäß 4 Oberseite, Unterseite, linke und rechte Seitenfläche) des Sensorelements 110, die über Bereiche nahe der vorderen Endfläche des Sensorelements 110 mit der vorderen Endfläche des Sensorelements 110 verbunden sind. Die poröse Schutzschicht 110a hat beispielsweise die Funktion der Unterdrückung der Bildung von Rissen in dem Sensorelement 110 aufgrund eines Anhaftens von in dem Meßobjektgas enthaltenem Wasser oder dergleichen. Die poröse Schutzschicht 110a hat auch die Funktion der Unterdrückung eines Haftens einer in dem Meßobjektgas enthaltenen Ölkomponente oder dergleichen an (nicht dargestellten) Elektroden auf der Oberfläche des Sensorelements 110. Die poröse Schutzschicht 110a kann aus einem porösen Material wie einem porösen Aluminiumoxidmaterial, einem porösen Zirkoniumoxidmaterial, einem porösen Spinellmaterial, einem porösen Cordieritmaterial, einem porösen Titaniamaterial oder einem porösen Magnesiamaterial ausgebildet sein. Die poröse Schutzschicht 110a kann beispielsweise durch Plasmaspritzen, Siebdruck oder Tauchen erzeugt werden. Obwohl der Gaseinlass 111 ebenfalls mit der porösen Schutzschicht 110a bedeckt ist, kann das Meßobjektgas durch die poröse Schutzschicht 110a strömen und den Gaseinlass 111 erreichen, da die poröse Schutzschicht 110a aus einem porösen Material ausgebildet ist. Die poröse Schutzschicht 110a kann eine Stärke von beispielsweise 100 μm bis 700 μm aufweisen; die Stärke ist jedoch nicht darauf beschränkt.The sensor element 110 includes a porous protective layer 110a that at least partially covers its surface. In the present embodiment, the porous protective layer is 110a on five of the six side surfaces of the sensor element 110 formed and substantially covers the entire surface of a portion of the sensor element 110 which is in the sensor element chamber 124 exposed. More precisely covered the porous protective layer 110a the entire front end surface (according to 3 the underside) of the sensor element 110 in which the gas inlet 111 is trained. In addition, the porous protective layer covers 110a four side surfaces (according to 4 Top, bottom, left and right side surface) of the sensor element 110 extending over areas near the front end surface of the sensor element 110 with the front end surface of the sensor element 110 are connected. The porous protective layer 110a For example, it has the function of suppressing the formation of cracks in the sensor element 110 due to adhesion of water or the like contained in the measurement object gas. The porous protective layer 110a Also has the function of suppressing adhesion of an oil component or the like contained in the measurement target gas to electrodes (not shown) on the surface of the sensor element 110 , The porous protective layer 110a may be formed of a porous material such as a porous alumina material, a porous zirconia material, a porous spinel material, a porous cordierite material, a porous titania material or a porous magnesia material. The porous protective layer 110a can be generated for example by plasma spraying, screen printing or dipping. Although the gas inlet 111 also with the porous protective layer 110a is covered, the Meßobjektgas through the porous protective layer 110a flow and the gas inlet 111 reach because of the porous protective layer 110a is formed of a porous material. The porous protective layer 110a may have a thickness of, for example, 100 microns to 700 microns; however, the strength is not limited to this.

Die Schutzabdeckung 120 ist so angeordnet, dass sie das Sensorelement 110 umgibt. Die Schutzabdeckung 120 umfasst eine innere Schutzabdeckung 130, die eine zylindrische Form mit einer Unterseite aufweist und das vordere Ende des Sensorelements 110 bedeckt, und eine äußere Schutzabdeckung 140, die eine zylindrische Form mit einer Unterseite aufweist und die innere Schutzabdeckung 130 bedeckt. Eine erste Gaskammer 122 und eine zweite Gaskammer 126 sind als zwischen der inneren Schutzabdeckung 130 und der äußeren Schutzabdeckung 140 definierte Hohlräume ausgebildet, und die Sensorelementkammer 124 ist als Raum ausgebildet, der von der inneren Schutzabdeckung 130 umgeben ist. Der Gassensor 100, das Sensorelement 110, die innere Schutzabdeckung 130 und die äußere Schutzabdeckung 140 haben die gleiche Mittelachse. Die Schutzabdeckung 120 ist aus einem Metall (beispielsweise rostfreiem Stahl) gefertigt.The protective cover 120 is arranged so that it is the sensor element 110 surrounds. The protective cover 120 includes an inner protective cover 130 which has a cylindrical shape with a bottom and the front end of the sensor element 110 covered, and an outer protective cover 140 which has a cylindrical shape with a bottom and the inner protective cover 130 covered. A first gas chamber 122 and a second gas chamber 126 are as between the inner protective cover 130 and the outer protective cover 140 defined cavities formed, and the sensor element chamber 124 is designed as a space from the inner protective cover 130 is surrounded. The gas sensor 100 , the sensor element 110 , the inner protective cover 130 and the outer protective cover 140 have the same central axis. The protective cover 120 is made of a metal (eg stainless steel).

Die innere Schutzabdeckung 130 umfasst ein erstes Element 131 und ein zweites Element 135. Das erste Element 131 umfasst einen Abschnitt 132 mit großem Durchmesser mit einer zylindrischen Form, einen ersten zylindrischen Abschnitt 134 mit einem Durchmesser, der kleiner als der des Abschnitts 132 mit großem Durchmesser ist, und einen Stufenabschnitt 133, der den Abschnitt 132 mit großem Durchmesser mit dem ersten zylindrischen Abschnitt 134 verbindet. Der erste zylindrische Abschnitt 134 umgibt das Sensorelement 110. Das zweite Element 135 umfasst einen zweiten zylindrischen Abschnitt 136 mit einem Durchmesser, der größer als der des ersten zylindrischen Abschnitts 134 ist; einen vorderen Endabschnitt 138 mit einer umgekehrten, abgeschnittenen, konischen Form, der in der Vorwärtsrichtung (gemäß 3 der Abwärtsrichtung) des Sensorelements 110 vor dem zweiten zylindrischen Abschnitt 136 angeordnet ist; und einen Verbindungsabschnitt 137, der den zweiten zylindrischen Abschnitt 136 mit dem vorderen Endabschnitt 138 verbindet. Ein einziger Elementkammerauslass 138a (der auch als inneres Gasloch bezeichnet wird) ist in der Mitte der unteren Oberfläche des vorderen Endabschnitts 138 in Kreisform ausgebildet. Der Elementkammerauslass 138a ist mit der Sensorelementkammer 124 und der zweiten Gaskammer 126 verbunden und dient als Ausgang für das Meßobjektgas in der Sensorelementkammer 124. Hinsichtlich des Durchmessers des Elementkammerauslasses 138a bestehen keine besonderen Beschränkungen, und er kann beispielsweise 0,5 mm bis 2,6 mm betragen. Der Elementkammerauslass 138a ist in der Vorwärtsrichtung des Sensorelements 110 (gemäß 3 der Abwärtsrichtung) vor dem Gaseinlass 111 angeordnet. Anders ausgedrückt ist der Elementkammerauslass 138a (gemäß 3 unterhalb des Gaseinlasses 111) weiter von dem hinteren Ende des Sensorelements 110 (dem (nicht dargestellten) gemäß 3 oberen Ende des Sensorelements 110) entfernt als der Gaseinlass 111.The inner protective cover 130 includes a first element 131 and a second element 135 , The first element 131 includes a section 132 large diameter with a cylindrical shape, a first cylindrical portion 134 with a diameter smaller than that of the section 132 is large diameter, and a step section 133 who the section 132 large diameter with the first cylindrical section 134 combines. The first cylindrical section 134 surrounds the sensor element 110 , The second element 135 includes a second cylindrical portion 136 with a diameter larger than that of the first cylindrical section 134 is; a front end portion 138 with an inverted, cut-off, conical shape, in the forward direction (according to 3 the downward direction) of the sensor element 110 before the second cylindrical section 136 is arranged; and a connection section 137 which is the second cylindrical section 136 with the front end portion 138 combines. A single element chamber outlet 138a (also referred to as inner gas hole) is in the middle of the lower surface of the front end portion 138 formed in a circular shape. The element chamber outlet 138a is with the sensor element chamber 124 and the second gas chamber 126 connected and serves as an exit for the DUT gas in the sensor element chamber 124 , With regard to the diameter of the element chamber outlet 138a There are no particular restrictions, and it may be 0.5 mm to 2.6 mm, for example. The element chamber outlet 138a is in the forward direction of the sensor element 110 (according to 3 the downward direction) in front of the gas inlet 111 arranged. In other words, the element chamber outlet 138a (according to 3 below the gas inlet 111 ) farther from the rear end of the sensor element 110 (according to the (not shown) 3 upper end of the sensor element 110 ) removed as the gas inlet 111 ,

Der Abschnitt 132 mit großem Durchmesser, der erste zylindrische Abschnitt 134, der zweite zylindrische Abschnitt 136 und der vordere Endabschnitt 138 haben die gleiche Mittelachse. Die innere Umfangsfläche des Abschnitts 132 mit großem Durchmesser steht so mit dem Gehäuse 102 in Kontakt, dass das erste Element 131 an dem Gehäuse 102 befestigt ist. Die äußere Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 137 des zweiten Elements 135 steht mit der inneren Umfangsfläche der äußeren Schutzabdeckung 140 in Kontakt und ist beispielsweise durch Schweißen an dieser befestigt. Das zweite Element 135 kann stattdessen befestigt werden, indem der vordere Endabschnitt 138 so ausgebildet ist, dass sein äußerer Durchmesser geringfügig größer als der Innendurchmesser eines vorderen Endabschnitts 146 der äußeren Schutzabdeckung 140 ist, und der vordere Endabschnitt 138 in den vorderen Endabschnitt 146 pressgepasst wird.The section 132 with large diameter, the first cylindrical section 134 , the second cylindrical section 136 and the front end portion 138 have the same central axis. The inner peripheral surface of the section 132 with a large diameter is so with the case 102 in contact that the first element 131 on the housing 102 is attached. The outer peripheral surface of the connecting portion 137 of the second element 135 stands with the inner peripheral surface of the outer protective cover 140 in contact and is attached, for example, by welding to this. The second element 135 instead, it can be fastened by the front end section 138 is formed so that its outer diameter is slightly larger than the inner diameter of a front end portion 146 the outer protective cover 140 is, and the front end portion 138 in the front end section 146 is press-fitted.

Mehrere vorstehende Abschnitte 136a sind so an der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 ausgebildet, dass sie zur äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 vorstehen und mit dieser in Kontakt stehen. Wie in 4 dargestellt, sind drei vorstehende Abschnitte 136a in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 angeordnet. Die vorstehenden Abschnitte 136a weisen im Wesentlichen eine Halbkugelform auf. Da die vorstehenden Abschnitte 136a vorgesehen sind, kann die Positionsbeziehung zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 134 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 136 leicht durch die vorstehenden Abschnitte 136a festgelegt werden. Die vorstehenden Abschnitte 136a drücken die äußere Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 vorzugsweise radial nach innen. In einem derartigen Fall kann die Positionsbeziehung zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 134 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 136 durch die vorstehenden Abschnitte 136a zuverlässiger festgelegt werden. Die Anzahl der vorstehenden Abschnitte 136a ist nicht auf drei beschränkt und kann stattdessen zwei oder vier oder mehr betragen. Vorzugsweise sind drei oder mehr vorstehende Abschnitte 136a so vorgesehen, dass der erste zylindrische Abschnitt 134 und der zweite zylindrische Abschnitt 136 stabil fixiert werden können.Several sections above 136a are so on the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 formed to be to the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 project and be in contact with it. As in 4 are three protruding sections 136a at regular intervals in the circumferential direction of the inner circumferential surface of the second cylindrical portion 136 arranged. The preceding sections 136a have a substantially hemispherical shape. As the preceding sections 136a are provided, the positional relationship between the first cylindrical portion 134 and the second cylindrical portion 136 easily through the protruding sections 136a be determined. The preceding sections 136a push the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 preferably radially inward. In such a case, the positional relationship between the first cylindrical portion 134 and the second cylindrical portion 136 through the above sections 136a be set more reliably. The number of protruding sections 136a is not limited to three and may instead be two or four or more. Preferably, there are three or more projecting portions 136a so provided that the first cylindrical section 134 and the second cylindrical portion 136 can be stably fixed.

Ein Elementkammereinlass 127 (siehe 3, 4 und 7) ist in der inneren Schutzabdeckung 130 ausgebildet.An element chamber inlet 127 (please refer 3 . 4 and 7 ) is in the inner protective cover 130 educated.

Der Elementkammereinlass 127 ist ein Spalt zwischen dem ersten Element 131 und dem zweiten Element 135 und dient als Eingang für das Meßobjektgas in die Sensorelementkammer 124. Genauer ist der Elementkammereinlass 127 ein röhrenförmiger Spalt (Gasströmungskanal) zwischen der äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 und der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136. Der Elementkammereinlass 127 umfasst eine äußere Öffnung 128 und eine elementseitige Öffnung 129. Die äußere Öffnung 128 ist eine Öffnung neben der ersten Gaskammer 122, die ein Raum ist, in dem die äußeren Einlässe 144a angeordnet sind. Die elementseitige Öffnung 129 ist eine Öffnung neben der Sensorelementkammer 124, die ein Raum ist, in dem der Gaseinlass 111 angeordnet ist. Die äußere Öffnung 128 liegt näher am hinteren Ende des Sensorelements 110 (gemäß 3 dem oberen Ende) als die elementseitige Öffnung 129. Daher dient der Elementkammereinlass 127 auf dem Weg des Meßobjektgases von den äußeren Einlässen 144a zum Gaseinlass 111 als Strömungskanal, der sich von der Seite des hinteren Endes (gemäß 3 der oberen Seite) zur Seite des vorderen Endes (gemäß 3 der unteren Seite) des Sensorelements 110 erstreckt. Ebenso ist der Elementkammereinlass 127 ein Strömungskanal, der parallel zur Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten (gemäß 3 ein vertikaler Strömungskanal) ist.The element chamber inlet 127 is a gap between the first element 131 and the second element 135 and serves as an input for the DUT gas into the sensor element chamber 124 , More precisely, the element chamber inlet 127 a tubular gap (gas flow passage) between the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 , The element chamber inlet 127 includes an outer opening 128 and an element-side opening 129 , The outer opening 128 is an opening next to the first gas chamber 122 which is a room in which the outer inlets 144a are arranged. The element-side opening 129 is an opening adjacent to the sensor element chamber 124 which is a room in which the gas inlet 111 is arranged. The outer opening 128 is closer to the rear end of the sensor element 110 (according to 3 the upper end) as the element-side opening 129 , Therefore, the element chamber inlet serves 127 on the way of the sample gas from the outer inlets 144a to the gas inlet 111 as a flow channel extending from the side of the rear end (in accordance with 3 the upper side) to the side of the front end (in accordance with 3 the lower side) of the sensor element 110 extends. Likewise, the element chamber inlet 127 a flow channel parallel to the direction of the sensor element 110 from front to back (according to 3 a vertical flow channel).

Die elementseitige Öffnung 129 ist vorzugsweise so positioniert, dass der Abstand A1 zum Gaseinlass 111 (siehe 7) –1,5 mm oder mehr beträgt. Der Abstand A1 kann 0 mm oder mehr oder mehr als 1,5 mm betragen. Der Abstand A1 ist der Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten (gemäß 3 der vertikalen Richtung), und die Richtung von vorne nach hinten (gemäß 3 die Aufwärtsrichtung) ist als positiv definiert. Genauer ist der Abstand A1 der Abstand zwischen einem Abschnitt des Rands der Öffnung des Gaseinlasses 111, der am nächsten an der elementseitigen Öffnung 129 liegt, und einem Abschnitt des Rands der elementseitigen Öffnung 129, der in der Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten am nächsten am Gaseinlass 111 liegt. Wenn der Gaseinlass gemäß 3 ein horizontales Loch ist, das zu einer Seitenfläche des Sensorelements 110 geöffnet ist, und wenn die elementseitige Öffnung 129 zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Öffnung des Gaseinlasses angeordnet ist, ist der Abstand A1 als 0 mm definiert. Die Obergrenze des Abstands A1 wird durch die Formen der inneren Schutzabdeckung 130 und der Sensorelementkammer 124 bestimmt. Obwohl keine besonderen Beschränkungen bestehen, kann der Abstand A1 7,5 mm oder weniger, 5 mm oder weniger oder 2 mm oder weniger betragen.The element-side opening 129 is preferably positioned so that the distance A1 to the gas inlet 111 (please refer 7 ) Is -1.5 mm or more. The distance A1 may be 0 mm or more or more than 1.5 mm. The distance A1 is the distance in the direction of the sensor element 110 from front to back (according to 3 the vertical direction), and the direction from front to back (in accordance with 3 the upward direction) is defined as positive. More specifically, the distance A1 is the distance between a portion of the edge of the opening of the gas inlet 111 closest to the element-side opening 129 is located, and a portion of the edge of the element-side opening 129 which is in the direction of the sensor element 110 from front to back next to the gas inlet 111 lies. If the gas inlet according to 3 a horizontal hole that is to a side surface of the sensor element 110 is open, and if the element-side opening 129 is disposed between the upper and the lower end of the opening of the gas inlet, the distance is A1 defined as 0 mm. The upper limit of the distance A1 is determined by the shapes of the inner protective cover 130 and the sensor element chamber 124 certainly. Although there are no particular restrictions, the distance A1 may be 7.5 mm or less, 5 mm or less, or 2 mm or less.

Die elementseitige Öffnung 129 ist in einem Abstand A2 (siehe 7) von dem Sensorelement 110 angeordnet. Der Abstand A2 ist der Abstand in einer zur Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten senkrechten Richtung. Genauer ist der Abstand A2 der Abstand zwischen einem Abschnitt des Sensorelements 110, der am nächsten an der elementseitigen Öffnung 129 liegt, und einem Abschnitt des Rands der elementseitigen Öffnung 129, der in der zur Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten senkrechten Richtung am nächsten an dem Sensorelement 110 liegt. Wenn der Abstand A2 größer wird, entfernt sich die elementseitige Öffnung 129 von dem Sensorelement 110, so dass eine Abkühlung des Sensorelements 110 weiter verringert werden kann. Der Abstand A2 unterliegt keinen besonderen Einschränkungen und kann beispielsweise 0,6 mm bis 3,0 mm betragen. Die elementseitige Öffnung 129 ist parallel zur Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten in der Richtung des Sensorelements 110 von hinten nach vorne geöffnet. Anders ausgedrückt ist die elementseitige Öffnung 129 gemäß den 3 und 7 nach unten (zu dem direkt darunter gelegenen Bereich) geöffnet. Daher ist das Sensorelement 110 außerhalb des Bereichs einer virtuellen Verlängerung des Elementkammereinlasses 127 von der elementseitigen Öffnung 129 aus (gemäß den 3 und 7 des Bereichs direkt unterhalb der elementseitigen Öffnung 129) angeordnet. Dementsprechend wird das Meßobjektgas, das durch die elementseitige Öffnung 129 ausströmt, nicht direkt gegen die Oberfläche des Sensorelements 110 geblasen, und eine Abkühlung des Sensorelements 110 kann verringert werden.The element-side opening 129 is at a distance A2 (see 7 ) from the sensor element 110 arranged. The distance A2 is the distance in a direction to the sensor element 110 from the front to the rear vertical direction. More specifically, the distance A2 is the distance between a portion of the sensor element 110 closest to the element-side opening 129 is located, and a portion of the edge of the element-side opening 129 which is in the direction of the sensor element 110 from front to rear, the vertical direction closest to the sensor element 110 lies. As the distance A2 increases, the element-side opening moves away 129 from the sensor element 110 , allowing a cooling of the sensor element 110 can be further reduced. The distance A2 is not particularly limited and may be, for example, 0.6 mm to 3.0 mm. The element-side opening 129 is parallel to the direction of the sensor element 110 from front to back in the direction of the sensor element 110 open from the back to the front. In other words, the element-side opening is 129 according to the 3 and 7 down (to the area directly below). Therefore, the sensor element 110 outside the range of a virtual extension of the element chamber inlet 127 from the element-side opening 129 from (according to the 3 and 7 of the area directly below the element-side opening 129 ) arranged. Accordingly, the measurement-object gas passes through the element-side opening 129 flows out, not directly against the surface of the sensor element 110 blown, and a cooling of the sensor element 110 can be reduced.

Die äußere Öffnung 128 ist in einem Abstand A3 vom äußeren Einlass 144a angeordnet (siehe 7). Der Abstand A3 ist der Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten (gemäß den 3 und 7 der vertikalen Richtung). Ähnlich wie der Abstand A1 ist die Richtung von vorne nach hinten als positiv definiert. Genauer ist der Abstand A3 der Abstand zwischen einem Abschnitt des Rands der Öffnung des äußeren Einlasses 144a, der am nächsten an der äußeren Öffnung 128 liegt, und einem Abschnitt des Rands der äußeren Öffnung 128, der in der Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten am nächsten am äußeren Einlass 144a liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere äußere Einlässe 144a vorgesehen, die horizontale Löcher 144b und vertikale Löcher 144c umfassen, und die oberen Enden der horizontalen Löcher 144b liegen in der gemäß 3 vertikalen Richtung am nächsten an der äußeren Öffnung 128. Daher ist der Abstand A3 nach 7 der Abstand zwischen dem oberen Ende des horizontalen Lochs 144b und der äußeren Öffnung 128. Wenn die äußere Öffnung 128 beispielsweise in der gemäß 3 vertikalen Richtung unterhalb des unteren Endes des vertikalen Lochs 144c liegt, ist der Abstand A3 der Abstand zwischen dem unteren Ende des vertikalen Lochs 144c und der äußeren Öffnung 128 in der vertikalen Richtung. Die äußere Öffnung 128 kann so positioniert sein, dass der Abstand A3 0 oder mehr beträgt oder positiv ist. Alternativ kann die äußere Öffnung 128 so positioniert sein, dass der Abstand A3 0 oder weniger beträgt oder negativ ist. Der Abstand A3 unterliegt keinen besonderen Einschränkungen und kann beispielsweise –3 mm oder mehr und 3 mm oder weniger betragen. Alternativ kann der Abstand A3 –2 mm oder mehr, –1 mm oder mehr, 2 mm oder weniger oder 1 mm oder weniger betragen.The outer opening 128 is at a distance A3 from the outer inlet 144a arranged (see 7 ). The distance A3 is the distance in the direction of the sensor element 110 from front to back (according to the 3 and 7 the vertical direction). Similar to the distance A1, the direction from front to back is defined as positive. More specifically, the distance A3 is the distance between a portion of the edge of the opening of the outer inlet 144a closest to the outer opening 128 lies, and a portion of the edge of the outer opening 128 which is in the direction of the sensor element 110 from front to back closest to the outer inlet 144a lies. In the present embodiment, a plurality of external inlets 144a provided, the horizontal holes 144b and vertical holes 144c include, and the upper ends of the horizontal holes 144b lie in the according 3 vertical direction closest to the outer opening 128 , Therefore, the distance A3 is after 7 the distance between the top of the horizontal hole 144b and the outer opening 128 , If the outer opening 128 for example, in accordance with 3 vertical direction below the lower end of the vertical hole 144c is the distance A3 is the distance between the lower end of the vertical hole 144c and the outer opening 128 in the vertical direction. The outer opening 128 may be positioned so that the distance A3 is 0 or more or positive. Alternatively, the outer opening 128 be positioned so that the distance A3 is 0 or less or negative. The distance A3 is not particularly limited and may be, for example, -3 mm or more and 3 mm or less. Alternatively, the distance A3 may be -2 mm or more, -1 mm or more, 2 mm or less, or 1 mm or less.

Die äußere Öffnung 128 ist in einem Abstand A6 vom äußeren Einlass 144a angeordnet (siehe 7). Der Abstand A6 ist der Abstand in der zur Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten senkrechten Richtung (gemäß den 3 und 7 der vertikalen Richtung). Der Abstand A6 ist der Abstand zwischen dem äußeren Einlass 144a, der in der Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten am nächsten an der äußeren Öffnung 128 liegt, und der äußeren Öffnung 128. Bei der vorliegenden Ausführungsform stimmt der Abstand A6 mit der Hälfte der Differenz zwischen dem Innendurchmesser eines seitlichen Abschnitts 143a und dem Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 überein. Der Abstand A6 unterliegt keinen besonderen Einschränkungen und kann beispielsweise mehr als 0 mm und 2,5 mm oder weniger betragen. Alternativ kann der Abstand A6 0,5 mm oder mehr, 1 mm oder mehr, 2,0 mm oder weniger oder 1,5 mm oder weniger betragen.The outer opening 128 is at a distance A6 from the outer inlet 144a arranged (see 7 ). The distance A6 is the distance in the direction of the sensor element 110 from the front to the rear vertical direction (according to the 3 and 7 the vertical direction). The distance A6 is the distance between the outer inlet 144a which is in the direction of the sensor element 110 from the front to the back closest to the outer opening 128 lies, and the outer opening 128 , In the present embodiment, the distance A6 is equal to half the difference between the inner diameter of a side portion 143a and the inner diameter of the second cylindrical portion 136 match. The distance A6 is not particularly limited and may be, for example, more than 0 mm and 2.5 mm or less. Alternatively, the distance A6 may be 0.5 mm or more, 1 mm or more, 2.0 mm or less, or 1.5 mm or less.

Die äußere Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 und die innere Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 sind in der Radialrichtung des ersten und des zweiten zylindrischen Abschnitts 134 und 136 an der elementseitigen Öffnung 129 um einen Abstand A4 und an der äußeren Öffnung 128 um einen Abstand A5 voneinander entfernt. Die äußere Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 und die innere Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 sind an einer Stelle, an der die vorstehenden Abschnitte 136a mit dem ersten zylindrischen Abschnitt 134 in Kontakt stehen (der Stelle in der Schnittansicht gemäß 4), um einen Abstand A7 voneinander entfernt. Hinsichtlich der Abstände A4, A5 und A7 bestehen keine besonderen Einschränkungen, und sie können beispielsweise 0,3 mm bis 2,4 mm betragen. Die Öffnungsbereiche der elementseitigen Öffnung 129 und der äußeren Öffnung 128 können durch Einstellen der Abstände A4 und A5 eingestellt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform stimmen die Abstände A4, A5 und A7 überein, und die elementseitige Öffnung 129 und die äußere Öffnung 128 weisen den gleichen Öffnungsbereich auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Abstand A4 (die Abstände A5 und A7) der Hälfte der Differenz zwischen dem Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 134 und dem Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 136. Der Abstand zwischen der elementseitigen Öffnung 129 und der äußeren Öffnung 128 in der vertikalen Richtung, d. h. die Länge L des Elementkammereinlasses 127 in der vertikalen Richtung (die der Wegstrecke des Elementkammereinlasses 127 entspricht), unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, und kann beispielsweise mehr als 0 mm und 6,6 mm oder weniger betragen. Alternativ kann die Länge L 3 mm oder mehr oder 5 mm oder weniger betragen.The outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 are in the radial direction of the first and second cylindrical sections 134 and 136 at the element-side opening 129 by a distance A4 and at the outer opening 128 separated by a distance A5. The outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 are in a place where the protruding sections 136a with the first cylindrical section 134 in contact (the location in the sectional view according to 4 ) spaced apart by a distance A7. There are no particular restrictions on the distances A4, A5 and A7, and they may be 0.3 mm to 2.4 mm, for example be. The opening areas of the element-side opening 129 and the outer opening 128 can be adjusted by setting the distances A4 and A5. In the present embodiment, the distances A4, A5 and A7 coincide, and the element-side opening 129 and the outer opening 128 have the same opening area. In the present embodiment, the distance A4 (the distances A5 and A7) is half the difference between the outer diameter of the first cylindrical portion 134 and the inner diameter of the second cylindrical portion 136 , The distance between the element-side opening 129 and the outer opening 128 in the vertical direction, ie the length L of the element chamber inlet 127 in the vertical direction (that of the path of the element chamber inlet 127 is not particularly limited, and may be, for example, more than 0 mm and 6.6 mm or less. Alternatively, the length L may be 3 mm or more or 5 mm or less.

Wie in 3 dargestellt, umfasst die äußere Schutzabdeckung 140 einen Abschnitt 142 mit großem Durchmesser, der eine zylindrische Form aufweist; einen Körperabschnitt 143, der eine zylindrische Form aufweist, der mit dem Abschnitt 142 mit großem Durchmesser verbunden ist und dessen Durchmesser kleiner als der des Abschnitts 142 mit großem Durchmesser ist; und den vorderen Endabschnitt 146, der eine zylindrische Form mit einer Unterseite aufweist und dessen Innendurchmesser kleiner als der des Körperabschnitts 143 ist. Der Körperabschnitt 143 umfasst den seitlichen Abschnitt 143a, der eine Seitenfläche aufweist, die sich in der Richtung der Mittelachse der äußeren Schutzabdeckung 140 (gemäß 3 der vertikalen Richtung) erstreckt, und einen Stufenabschnitt 143b, der die Unterseite des Körperabschnitts 143 definiert und den seitlichen Abschnitt 143a und den vorderen Endabschnitt 146 verbindet. Die Mittelachsen des Abschnitts 142 mit großem Durchmesser, des Körperabschnitts 143 und des vorderen Endabschnitts 146 stimmen mit der Mittelachse der inneren Schutzabdeckung 130 überein. Die innere Umfangsfläche des Abschnitts 142 mit großem Durchmesser steht mit dem Gehäuse 102 und dem Abschnitt 132 mit großem Durchmesser so in Kontakt, dass die äußere Schutzabdeckung 140 an dem Gehäuse 102 befestigt wird. Der Körperabschnitt 143 ist so angeordnet, dass er die äußeren Umfänge des ersten zylindrischen Abschnitts 134 und des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 bedeckt. Der vordere Endabschnitt 146 ist so angeordnet, dass er den vorderen Endabschnitt 138 bedeckt, und seine innere Umfangsfläche steht mit der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 137 in Kontakt. Der vordere Endabschnitt 146 umfasst einen seitlichen Abschnitt 146a, der eine Seitenfläche aufweist, die sich in der Richtung der Mittelachse der äußeren Schutzabdeckung 140 (gemäß 3 der vertikalen Richtung) erstreckt und deren Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des seitlichen Abschnitts 143a ist, und einen unteren Abschnitt 146b, der die Unterseite der äußeren Schutzabdeckung 140 definiert. Der vordere Endabschnitt 146 ist in der Vorwärtsrichtung vor dem Körperabschnitt 143 angeordnet. Die äußere Schutzabdeckung 140 weist mehrere in dem Körperabschnitt 143 ausgebildete äußere Einlässe 144a (bei der vorliegenden Ausführungsform zwölf äußere Einlässe 144a) und mehrere im vorderen Endabschnitt 146 ausgebildete äußere Auslässe 147a (bei der vorliegenden Ausführungsform sechs äußere Auslässe 147a) auf. Die äußeren Einlässe 144a sind Eingänge für das Meßobjektgas von außen, und die äußeren Auslässe 147a sind Ausgänge für das Meßobjektgas nach außen.As in 3 illustrated, includes the outer protective cover 140 a section 142 large diameter having a cylindrical shape; a body section 143 which has a cylindrical shape with the section 142 connected to a large diameter and whose diameter is smaller than that of the section 142 is large diameter; and the front end portion 146 which has a cylindrical shape with a lower surface and whose inner diameter is smaller than that of the body portion 143 is. The body section 143 includes the side section 143a having a side surface extending in the direction of the center axis of the outer protective cover 140 (according to 3 the vertical direction), and a step portion 143b which is the bottom of the body section 143 defined and the lateral section 143a and the front end portion 146 combines. The central axes of the section 142 of large diameter, of the body section 143 and the front end portion 146 agree with the central axis of the inner protective cover 130 match. The inner peripheral surface of the section 142 Large diameter stands with the housing 102 and the section 132 large diameter so in contact that the outer protective cover 140 on the housing 102 is attached. The body section 143 is arranged so that it the outer peripheries of the first cylindrical portion 134 and the second cylindrical portion 136 covered. The front end section 146 is arranged so that it the front end portion 138 covered, and its inner peripheral surface is connected to the outer peripheral surface of the connecting portion 137 in contact. The front end section 146 includes a side section 146a having a side surface extending in the direction of the center axis of the outer protective cover 140 (according to 3 the vertical direction) and whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the lateral portion 143a is, and a lower section 146b which is the bottom of the outer protective cover 140 Are defined. The front end section 146 is in the forward direction in front of the body portion 143 arranged. The outer protective cover 140 has several in the body portion 143 trained external inlets 144a (In the present embodiment, twelve outer inlets 144a ) and several in the front end section 146 trained outside outlets 147a (In the present embodiment, six outer outlets 147a ) on. The outer inlets 144a are inputs for the DUT gas from the outside, and the outer outlets 147a are outputs for the DUT gas to the outside.

Die äußeren Einlässe 144a sind (auch als erste äußere Gaslöcher bezeichnete) Löcher, die den Bereich außerhalb der äußeren Schutzabdeckung 140 (die Außenseite) mit der ersten Gaskammer 122 verbinden. Die äußeren Einlässe 144a umfassen mehrere in gleichmäßigen Abständen in dem seitlichen Abschnitt 143a ausgebildete horizontale Löcher 144b (bei der vorliegenden Ausführungsform sechs horizontale Löcher 144b) und mehrere in gleichmäßigen Abständen in dem Stufenabschnitt 143b ausgebildete vertikale Löcher 144c (bei der vorliegenden Ausführungsform sechs vertikale Löcher 144c) (siehe 3 bis 6). Die äußeren Einlässe 144a (die horizontalen Löcher 144b und die vertikalen Löcher 144c) sind kreisförmige (vollständig kreisförmige) Löcher. Hinsichtlich der Durchmesser der zwölf äußeren Einlässe 144a bestehen keine besonderen Einschränkungen, und sie können beispielsweise 0,5 mm bis 2 mm betragen. Alternativ können die Durchmesser der äußeren Einlässe 144a 1,5 mm oder weniger betragen. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die horizontalen Löcher 144b übereinstimmende Durchmesser auf, und die vertikalen Löcher 144c weisen übereinstimmende Durchmesser auf. Der Durchmesser der horizontalen Löcher 144b ist größer als der der vertikalen Löcher 144c. Wie in den 4 und 5 dargestellt, sind die äußeren Einlässe 144a so ausgebildet, dass die horizontalen Löcher 144b und die vertikalen Löcher 144c in der Umfangsrichtung der äußeren Schutzabdeckung 140 in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet sind. Anders ausgedrückt bilden gemäß den 4 und 5 die Linie, die die Mittelachse der äußeren Schutzabdeckung 140 und die Mitte jedes horizontalen Lochs 144b verbindet, und die Linie, die die Mittelachse der äußeren Schutzabdeckung 140 und die Mitte eines der vertikalen Löcher 144c verbindet, das neben diesem horizontalen Loch 144b liegt, einen Winkel von 30° (360°/12).The outer inlets 144a are holes (also referred to as the first outer gas holes), which are the area outside the outer protective cover 140 (the outside) with the first gas chamber 122 connect. The outer inlets 144a include a plurality of evenly spaced in the lateral portion 143a trained horizontal holes 144b (In the present embodiment, six horizontal holes 144b ) and several at regular intervals in the step section 143b trained vertical holes 144c (Six vertical holes in the present embodiment 144c ) (please refer 3 to 6 ). The outer inlets 144a (the horizontal holes 144b and the vertical holes 144c ) are circular (completely circular) holes. Regarding the diameter of the twelve outer inlets 144a There are no particular restrictions, and they may be 0.5 mm to 2 mm, for example. Alternatively, the diameters of the outer inlets 144a 1.5 mm or less. In the present embodiment, the horizontal holes 144b matching diameter, and the vertical holes 144c have matching diameters. The diameter of the horizontal holes 144b is larger than the vertical holes 144c , As in the 4 and 5 shown are the outer inlets 144a designed so that the horizontal holes 144b and the vertical holes 144c in the circumferential direction of the outer protective cover 140 are arranged alternately at regular intervals. In other words, according to the 4 and 5 the line that the center axis of the outer protective cover 140 and the center of each horizontal hole 144b connects, and the line connecting the center axis of the outer protective cover 140 and the middle of one of the vertical holes 144c connects that next to this horizontal hole 144b is an angle of 30 ° (360 ° / 12).

Die äußeren Auslässe 147a sind (auch als zweite äußere Gaslöcher bezeichnete) Löcher, die den Bereich außerhalb der äußeren Schutzabdeckung 140 (das Äußere) mit der zweiten Gaskammer 126 verbinden. Die äußeren Auslässe 147a umfassen mehrere in der Umfangsrichtung der äußeren Schutzabdeckung 140 in gleichmäßigen Abständen im unteren Abschnitt 146b des vorderen Endabschnitts 146 ausgebildete vertikale Löcher 147c (bei der vorliegenden Ausführungsform sechs vertikale Löcher 147c) (siehe 3, 5 und 6). Anders als die äußeren Einlässe 144a ist keiner der äußeren Auslässe 147a in einem seitlichen Abschnitt der äußeren Schutzabdeckung 140 (in diesem Fall einem seitlichen Abschnitt 146a des vorderen Endabschnitts 146) angeordnet. Die äußeren Auslässe 147a (bei diesem Beispiel die vertikalen Löcher 147c) sind kreisförmige (vollkommen kreisförmige) Löcher. Hinsichtlich der Durchmesser der sechs äußeren Auslässe 147a bestehen keine besonderen Einschränkungen, und sie können beispielsweise 0,5 mm bis 2,0 mm betragen. Alternativ können die Durchmesser der äußeren Auslässe 147a 1,5 mm oder weniger betragen. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die äußeren Auslässe 147a übereinstimmende Durchmesser auf. Der Durchmesser der vertikalen Löcher 147c ist kleiner als der Durchmesser der horizontalen Löcher 144b.The outer outlets 147a are holes (also referred to as second outer gas holes), which are the area outside the outer protective cover 140 (the exterior) with the second gas chamber 126 connect. The outer outlets 147a include a plurality in the circumferential direction of the outer protective cover 140 evenly spaced in the lower section 146b the front end portion 146 trained vertical holes 147c (Six vertical holes in the present embodiment 147c ) (please refer 3 . 5 and 6 ). Unlike the external inlets 144a is not one of the outer outlets 147a in a lateral portion of the outer protective cover 140 (in this case, a side section 146a the front end portion 146 ) arranged. The outer outlets 147a (in this example, the vertical holes 147c ) are circular (perfectly circular) holes. Regarding the diameter of the six outer outlets 147a There are no particular restrictions, and they may be 0.5 mm to 2.0 mm, for example. Alternatively, the diameters of the outer outlets 147a 1.5 mm or less. In the present embodiment, the outer outlets 147a matching diameter. The diameter of the vertical holes 147c is smaller than the diameter of the horizontal holes 144b ,

Die äußere Schutzabdeckung 140 und die innere Schutzabdeckung 130 bilden die erste Gaskammer 122 als Raum zwischen dem Körperabschnitt 143 und der inneren Schutzabdeckung 130. Genauer ist die erste Gaskammer 122 ein von dem Stufenabschnitt 133, dem ersten zylindrischen Abschnitt 134, dem zweiten zylindrischen Abschnitt 136, dem Abschnitt 142 mit großem Durchmesser, dem seitlichen Abschnitt 143a und dem Stufenabschnitt 143b umgebener Raum. Die Sensorelementkammer 124 ist ein von der inneren Schutzabdeckung 130 umgebener Raum. Die äußere Schutzabdeckung 140 und die innere Schutzabdeckung 130 bilden auch die zweite Gaskammer 126 als Raum zwischen dem vorderen Endabschnitt 146 und der inneren Schutzabdeckung 130. Genauer ist die zweite Gaskammer 126 ein von dem vorderen Endabschnitt 138 und dem vorderen Endabschnitt 146 umgebener Raum. Da die innere Umfangsfläche des vorderen Endabschnitts 146 mit der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 137 in Kontakt steht, sind die erste Gaskammer 122 und die zweiten Gaskammer 126 nicht direkt miteinander verbunden.The outer protective cover 140 and the inner protective cover 130 form the first gas chamber 122 as a space between the body part 143 and the inner protective cover 130 , Exactly the first gas chamber 122 one from the step section 133 , the first cylindrical section 134 , the second cylindrical section 136 , the section 142 with large diameter, the lateral section 143a and the step section 143b surrounded space. The sensor element chamber 124 is one of the inner protective cover 130 surrounded space. The outer protective cover 140 and the inner protective cover 130 also form the second gas chamber 126 as a space between the front end portion 146 and the inner protective cover 130 , Exactly the second gas chamber 126 one from the front end portion 138 and the front end portion 146 surrounded space. Since the inner peripheral surface of the front end portion 146 with the outer peripheral surface of the connecting portion 137 in contact are the first gas chamber 122 and the second gas chamber 126 not directly connected.

Nun wird die Art und Weise beschrieben, in der das Meßobjektgas im Inneren der Schutzabdeckung 120 strömt, wenn der Gassensor 100 die Konzentration des vorgegebenen Gases erfasst. Zunächst tritt das Meßobjektgas, das durch das Rohr 20 strömt, durch zumindest einen der äußeren Einlässe 144a (eines der horizontalen Löcher 144b und der vertikalen Löcher 144c) in die erste Gaskammer 122 ein. Als nächstes tritt das Meßobjektgas aus der ersten Gaskammer 122 durch die äußere Öffnung 128 in den Elementkammereinlass 127 ein, strömt durch den Elementkammereinlass 127 und tritt durch die elementseitige Öffnung 129 in die Sensorelementkammer 124 ein. Zumindest ein Teil des Meßobjektgases, das durch die elementseitige Öffnung 129 in die Sensorelementkammer 124 gelangt, erreicht den Gaseinlass 111 des Sensorelements 110. Wenn das Meßobjektgas den Gaseinlass 111 erreicht und in das Sensorelement 110 eintritt, erzeugt das Sensorelement 110 ein der Konzentration des vorgegebenen Gases (beispielsweise NOx oder O2) in dem Meßobjektgas entsprechendes elektrisches Signal (eine Spannung oder einen Strom). Die Gaskonzentration wird auf der Grundlage dieses elektrischen Signals erfasst. Das Meßobjektgas in der Sensorelementkammer 124 tritt durch den Elementkammeraunlass 138a in die zweite Gaskammer ein 126 und strömt durch zumindest einen der äußeren Auslässe 147a aus. Die Leistung des in dem Sensorelement 110 angeordneten Heizelements wird beispielsweise durch eine (nicht dargestellten) Steuereinheit so gesteuert, dass die Temperatur des Sensorelements 110 auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird.Now, the manner in which the DUT gas is inside the protective cover will be described 120 flows when the gas sensor 100 detects the concentration of the given gas. First, the DUT gas passes through the pipe 20 flows through at least one of the outer inlets 144a (one of the horizontal holes 144b and the vertical holes 144c ) in the first gas chamber 122 one. Next, the measurement object gas exits the first gas chamber 122 through the outer opening 128 into the element chamber inlet 127 A, flows through the element chamber inlet 127 and enters through the element-side opening 129 into the sensor element chamber 124 one. At least a part of the test object gas, through the element-side opening 129 into the sensor element chamber 124 reaches, reaches the gas inlet 111 of the sensor element 110 , If the DUT gas is the gas inlet 111 reached and into the sensor element 110 enters, generates the sensor element 110 an electrical signal (voltage or current) corresponding to the concentration of the given gas (eg, NOx or O 2 ) in the measurement object gas. The gas concentration is detected based on this electrical signal. The DUT gas in the sensor element chamber 124 occurs through the element chamber enamel 138a into the second gas chamber 126 and flows through at least one of the outer outlets 147a out. The performance of in the sensor element 110 arranged heating element is controlled for example by a (not shown) control unit so that the temperature of the sensor element 110 is kept at a predetermined temperature.

Die Schutzabdeckung 120 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass eine minimale Wegstrecke P von den äußeren Einlässen 144a zum Gaseinlass 111 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger beträgt, wenn das Meßobjektgas auf die vorstehend beschriebene Art und Weise im Inneren der Schutzabdeckung 120 strömt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die minimale Wegstrecke P die Länge der unterbrochenen Linie PL, d. h. der fett gedruckten Punkt-Strich-Linie in 7. Die minimale Wegstrecke P ist die Länge des kürzesten Wegs für das Meßobjektgas von der äußeren Öffnung des äußeren Einlasses 144a zur äußeren Öffnung des Gaseinlasses 111. Sind mehrere äußere Einlässe 144a vorhanden, ist die minimale Wegstrecke P ist die kürzeste der minimalen Wegstrecken von den äußeren Einlässen 144a zum Gaseinlass 111. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die äußere Schutzabdeckung 140 die horizontalen Löcher 144b und die vertikalen Löcher 144c als äußere Einlässe 144a auf. Wie in 3 dargestellt, sind die horizontalen Löcher 144b oberhalb der vertikalen Löcher 144c angeordnet und liegen näher an der äußeren Öffnung 128 als die vertikalen Löcher 144c. Darüber hinaus weist der Gaseinlass 111 bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 dargestellt, eine rechteckige Öffnung auf und ist gemäß 4 von der Mittelachse der inneren Schutzabdeckung 130 und der äußeren Schutzabdeckung 140 nach oben verschoben.The protective cover 120 is preferably formed so that a minimum distance P from the outer inlets 144a to the gas inlet 111 5.0 mm or more and 11.0 mm or less when the measurement object gas is inside the protective cover in the manner described above 120 flows. In the present embodiment, the minimum distance P is the length of the broken line PL, ie, the bold-printed dot-dash line in FIG 7 , The minimum distance P is the length of the shortest path for the sample gas from the outer opening of the outer inlet 144a to the outer opening of the gas inlet 111 , Are several external inlets 144a is the minimum distance P is the shortest of the minimum distances from the outer inlets 144a to the gas inlet 111 , In the present embodiment, the outer protective cover 140 the horizontal holes 144b and the vertical holes 144c as external inlets 144a on. As in 3 shown are the horizontal holes 144b above the vertical holes 144c arranged and are closer to the outer opening 128 as the vertical holes 144c , In addition, the gas inlet points 111 in the present embodiment, as in FIG 4 shown, a rectangular opening on and is according to 4 from the central axis of the inner protective cover 130 and the outer protective cover 140 moved up.

Dementsprechend ist bei der vorliegenden Ausführungsform die minimale Wegstrecke von einem der sechs horizontalen Löcher 144b, das gemäß 4 oberen links liegt, zum Gaseinlass 111 die minimale Wegstrecke P der Schutzabdeckung 120. Die minimale Wegstrecke von dem horizontalen Loch 144b oben rechts in 4 zum Gaseinlass 111 ist ebenfalls die gleiche (= minimale Wegstrecke P). 7 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Bereichs um das horizontale Loch 144b oben links in 4 entlang der Linie E-E. Das in 7 dargestellte horizontale Loch 144b ist das horizontale Loch 144b oben links in 4. Gemäß 7 ist die minimale Wegstrecke P die Länge des kürzesten Wegs (der unterbrochenen Linie PL) von einem Endabschnitt C1 (gemäß 7 dem oberen Endabschnitt) der äußeren Öffnung des horizontalen Lochs 144b, wobei der Endabschnitt C1 am nächsten an der äußeren Öffnung 128 liegt, zu einem Endabschnitt C2 (gemäß 7 dem linken Endabschnitt) der äußeren Öffnung des Gaseinlasses 111. Die minimale Wegstrecke P wird ohne Berücksichtigung der porösen Schutzschicht 110a bestimmt. In 7 wird beispielsweise ein Abschnitt des durch die unterbrochene Linie PL dargestellten Wegs von der elementseitigen Öffnung 129 zum Gaseinlass 111 ohne Berücksichtigung der porösen Schutzschicht 110a als Kombination aus der geraden Linie, die die elementseitige Öffnung 129 mit der unteren linken Ecke des Sensorelements 110 verbindet, und der geraden Linie festgelegt, die die untere linke Ecke des Sensorelements 110 mit dem linken Ende der Öffnung des Gaseinlasses 111 verbindet. Bei der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform sind Form, Position, etc. des Gaseinlasses 111 dergestalt, dass die minimalen Wegstrecken von den vier horizontalen Löchern 144b mit Ausnahme der horizontalen Löcher 144b oben links und oben rechts in 4 zum Gaseinlass 111 geringfügig größer als die minimale Wegstrecke P sind. Wenn die horizontalen Löcher 144b, wie in diesem Fall, unterschiedliche minimale Wegstrecken aufweisen, betragen die minimalen Wegstrecken von so vielen horizontalen Löchern 144b wie möglich vorzugsweise 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger. Bei der vorliegenden Ausführungsform betragen nicht nur die minimale Wegstrecke P der horizontalen Löcher 144b oben links und oben rechts in 4, sondern auch die minimalen Wegstrecken der anderen horizontalen Löcher 144b 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger. Zusätzlich zu den horizontalen Löchern 144b kann auch die minimale Wegstrecke von zumindest einem der vertikalen Löcher 144c zum Gaseinlass 111 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger betragen. Überdies können die minimalen Wegstrecken von den vertikalen Löchern 144c zum Gaseinlass 111 alle 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger betragen. Darüber hinaus können die minimalen Wegstrecken von den äußeren Einlässen 144a (in diesem Fall den horizontalen Löchern 144b und den vertikalen Löchern 144c) zum Gaseinlass 111 alle 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger betragen.Accordingly, in the present embodiment, the minimum travel distance is from one of the six horizontal holes 144b , according to 4 upper left, to the gas inlet 111 the minimum distance P of the protective cover 120 , The minimum distance from the horizontal hole 144b in the top right in 4 to the gas inlet 111 is also the same (= minimum distance P). 7 is an enlarged one Partial sectional view of an area around the horizontal hole 144b top left in 4 along the line EE. This in 7 illustrated horizontal hole 144b is the horizontal hole 144b top left in 4 , According to 7 the minimum distance P is the length of the shortest path (the broken line PL) from an end portion C1 (in accordance with FIG 7 the upper end portion) of the outer opening of the horizontal hole 144b wherein the end portion C1 is closest to the outer opening 128 is located, to an end portion C2 (according to 7 the left end portion) of the outer opening of the gas inlet 111 , The minimum distance P is taken without consideration of the porous protective layer 110a certainly. In 7 For example, a portion of the path shown by the broken line PL becomes the element-side opening 129 to the gas inlet 111 without consideration of the porous protective layer 110a as a combination of the straight line, the element-side opening 129 with the lower left corner of the sensor element 110 connects, and the straight line sets the lower left corner of the sensor element 110 with the left end of the opening of the gas inlet 111 combines. In the present embodiment described above, the shape, position, etc. of the gas inlet are 111 such that the minimum distances from the four horizontal holes 144b with the exception of the horizontal holes 144b top left and top right in 4 to the gas inlet 111 are slightly larger than the minimum distance P are. If the horizontal holes 144b , as in this case, have different minimum distances, the minimum distances are from so many horizontal holes 144b preferably 5.0 mm or more and 11.0 mm or less as possible. In the present embodiment, not only are the minimum travel P of the horizontal holes 144b top left and top right in 4 but also the minimum distances of the other horizontal holes 144b 5.0 mm or more and 11.0 mm or less. In addition to the horizontal holes 144b may also be the minimum distance traveled by at least one of the vertical holes 144c to the gas inlet 111 5.0 mm or more and 11.0 mm or less. Moreover, the minimum distances from the vertical holes 144c to the gas inlet 111 every 5.0 mm or more and 11.0 mm or less. In addition, the minimum distances from the outer inlets can 144a (in this case the horizontal holes 144b and the vertical holes 144c ) to the gas inlet 111 every 5.0 mm or more and 11.0 mm or less.

Das in dem Gassensor 100 enthaltene Sensorelement 110 ist vorzugsweise geeignet, eine Veränderung der Konzentration des vorgegebenen Gases in dem Meßobjektgas rasch zu erfassen. Anders ausgedrückt weist das Sensorelement 110 vorzugsweise ein schnelles Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen auf. Wenn die wie vorstehend beschrieben bestimmte minimale Wegstrecke P eine geringe Länge von 11,0 mm oder weniger aufweist, erreicht das durch die äußeren Einlässe 144a eingetretene Meßobjektgas den Gaseinlass 111 in relativ kurzer Zeit, und das Ansprechverhalten verbessert sich dementsprechend. Wenn die minimale Wegstrecke P 5,0 mm oder mehr beträgt, kann das Auftreten von Problemen aufgrund einer unzureichenden minimalen Wegstrecke P verringert werden. Derartige Probleme umfassen beispielsweise die Gefahr, dass externe Giftstoffe und Wasser, die durch die äußeren Einlässe 144a eingedrungen sind, leicht das Sensorelement 110 erreichen, und die Gefahr, dass das Sensorelement 110 durch das Meßobjektgas leicht abgekühlt wird oder die zum Verhindern einer Abkühlung des Sensorelements 110 erforderliche Leistung des Heizelements zunimmt. Die minimale Wegstrecke P beträgt vorzugsweise 10,5 mm oder weniger, bevorzugter 10,0 mm oder weniger, noch bevorzugter weniger als 10,0 mm, noch bevorzugter 9,5 mm oder weniger und noch bevorzugter 9,0 mm oder weniger. Bei einer Verkürzung der minimalen Wegstrecke P verbessert sich das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen. Die minimale Wegstrecke P kann beispielsweise durch Einstellen zumindest eines der Abstände A1 bis A7 und der Länge L gemäß 7 oder durch Einstellen der Durchmesser der äußeren Einlässe 144a eingestellt werden. Die minimale Wegstrecke P kann 7,0 mm oder mehr oder 8,0 mm oder mehr betragen.That in the gas sensor 100 contained sensor element 110 is preferably adapted to rapidly detect a change in the concentration of the predetermined gas in the DUT gas. In other words, the sensor element 110 preferably a fast response in the detection of gas concentrations. When the minimum distance P determined as described above has a small length of 11.0 mm or less, it reaches through the outer inlets 144a entered Meßobjektgas the gas inlet 111 in a relatively short time, and the response improves accordingly. When the minimum distance P is 5.0 mm or more, the occurrence of problems due to an insufficient minimum distance P can be reduced. Such problems include, for example, the risk of external toxins and water flowing through the external inlets 144a have penetrated, easily the sensor element 110 reach, and the danger that the sensor element 110 is cooled slightly by the Meßobjektgas or to prevent cooling of the sensor element 110 required power of the heating element increases. The minimum distance P is preferably 10.5 mm or less, more preferably 10.0 mm or less, still more preferably less than 10.0 mm, even more preferably 9.5 mm or less, and still more preferably 9.0 mm or less. With a shortening of the minimum distance P, the response improves in the detection of gas concentrations. The minimum distance P can be achieved, for example, by adjusting at least one of the distances A1 to A7 and the length L according to FIG 7 or by adjusting the diameters of the outer inlets 144a be set. The minimum distance P may be 7.0 mm or more or 8.0 mm or more.

Die äußere Schutzabdeckung 140 ist vorzugsweise so strukturiert, dass ein Querschnittsflächenverhältnis S1/S2, das ein Verhältnis der Gesamtquerschnittsfläche S1 [mm2] der äußeren Einlässe 144a zur Gesamtquerschnittsfläche S2 [mm2] der äußeren Auslässe 147a ist, mehr als 2,0 und 5,0 oder weniger beträgt. Wenn das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 mehr als 2,0 beträgt, ist die Gesamtquerschnittsfläche S1 relativ groß, so dass die Strömungsmenge, mit der das Meßobjektgas durch die äußeren Einlässe 144a eintritt, dazu tendiert, zuzunehmen. Darüber hinaus ist die Gesamtquerschnittsfläche S2 relativ klein, so dass die Strömungsmenge, mit der das Meßobjektgas danach strebt, durch die äußeren Auslässe 147a einzutreten (der Rückstrom), dazu tendiert, abzunehmen. Dementsprechend wird das Meßobjektgas in dem Raum um den Gaseinlass 111 leicht durch das eingetretene Meßobjektgas ersetzt. Dadurch verbessert sich Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen. Wenn die Gesamtquerschnittsfläche S2 zu klein ist, nimmt die Strömungsmenge ab, mit der das Meßobjektgas durch die äußeren Auslässe 147a ausströmt, und das Ansprechverhalten kann dementsprechend nachlassen. Wenn das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 5,0 oder weniger beträgt, kann das Nachlassen des Ansprechverhaltens jedoch unterdrückt werden. Das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 kann beispielsweise durch Einstellen der Anzahl der äußeren Einlässe 144a und der äußeren Auslässe 147a oder durch Einstellen der Querschnittsflächen der äußeren Einlässe 144a und der äußeren Auslässe 147a eingestellt werden.The outer protective cover 140 is preferably structured such that a sectional area ratio S1 / S2, which is a ratio of the total sectional area S1 [mm 2 ] of the outer inlets 144a to the total cross-sectional area S2 [mm 2 ] of the outer outlets 147a is greater than 2.0 and 5.0 or less. When the sectional area ratio S1 / S2 is more than 2.0, the total sectional area S1 is relatively large, so that the flow rate at which the measurement-object gas passes through the external inlets 144a enters, tends to increase. Moreover, the total cross-sectional area S2 is relatively small, so that the flow rate at which the measurement object gas seeks thereafter, through the outer outlets 147a to enter (the return flow), tends to decrease. Accordingly, the measurement-object gas becomes in the space around the gas inlet 111 easily replaced by the occurred Meßobjektgas. This improves response in the detection of gas concentrations. If the total cross-sectional area S2 is too small, the flow rate at which the sample gas through the outer outlets decreases 147a flows out, and the response can decrease accordingly. However, when the sectional area ratio S1 / S2 is 5.0 or less, the decrease of the response can be suppressed. The sectional area ratio S1 / S2 can be adjusted by, for example, adjusting the number of outer inlets 144a and the outer outlets 147a or by adjusting the cross-sectional areas of the outer inlets 144a and the outer outlets 147a be set.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Gesamtquerschnittsfläche S1 die Summe der Gesamtquerschnittsfläche der sechs horizontalen Löcher 144b und der Gesamtquerschnittsfläche der sechs vertikalen Löcher 144c. Die Gesamtquerschnittsfläche S2 ist die Summe der Querschnittsflächen der sechs vertikalen Löcher 147c. Die Querschnittsfläche jedes äußeren Einlasses 144a ist die Fläche des äußeren Einlasses 144a entlang einer zu der Richtung, in der das Meßobjektgas durch den äußeren Einlass 144a strömt, senkrechten Ebene. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die äußeren Einlässe 144a kreisförmige Löcher, und die Flächen der Kreisformen dienen als ihre Querschnittsflächen. Dies gilt auch für die äußeren Auslässe 147a. Wenn beispielsweise einer der äußeren Einlässe 144a so geformt ist, dass seine Querschnittsfläche nicht regelmäßig ist, beispielsweise so, dass sich seine Querschnittsfläche auf der Eingangsseite (der äußeren Oberfläche der äußeren Schutzabdeckung 140) und der Ausgangsseite (der inneren Oberfläche der äußeren Schutzabdeckung 140) unterscheidet, ist der minimale Wert der Querschnittsfläche als Querschnittsfläche dieses äußeren Einlasses 144a definiert. Dies gilt auch für die äußeren Auslässe 147a.In the present embodiment, the total cross-sectional area S1 is the sum of the total cross-sectional area of the six horizontal holes 144b and the total cross-sectional area of the six vertical holes 144c , The total cross-sectional area S2 is the sum of the cross-sectional areas of the six vertical holes 147c , The cross-sectional area of each outer inlet 144a is the area of the outer inlet 144a along one to the direction in which the Meßobjektgas through the outer inlet 144a flows, vertical plane. In the present embodiment, the outer inlets 144a circular holes, and the surfaces of the circular shapes serve as their cross-sectional areas. This also applies to the outer outlets 147a , For example, if one of the outer inlets 144a is shaped so that its cross-sectional area is not regular, for example so that its cross-sectional area on the input side (the outer surface of the outer protective cover 140 ) and the output side (the inner surface of the outer protective cover 140 ), the minimum value of the cross-sectional area is the cross-sectional area of this outer inlet 144a Are defined. This also applies to the outer outlets 147a ,

Das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 beträgt vorzugsweise 2,5 oder mehr, bevorzugter 3,0 oder mehr und noch bevorzugter 3,4 oder mehr. Wenn das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 zunimmt, tendiert das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen dazu, sich zu verbessern. Die Gesamtquerschnittsfläche S1 kann 10 mm2 oder mehr betragen. Die Gesamtquerschnittsfläche S1 kann auch 30 mm2 oder weniger betragen. Die Gesamtquerschnittsfläche S2 kann 2 mm2 oder mehr betragen. Die Gesamtquerschnittsfläche S2 kann auch 10 mm2 oder weniger betragen.The sectional area ratio S1 / S2 is preferably 2.5 or more, more preferably 3.0 or more and even more preferably 3.4 or more. As the sectional area ratio S1 / S2 increases, the gas concentration detection response tends to improve. The total cross-sectional area S1 may be 10 mm 2 or more. The total cross-sectional area S1 may also be 30 mm 2 or less. The total cross-sectional area S2 may be 2 mm 2 or more. The total cross-sectional area S2 may also be 10 mm 2 or less.

Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die äußere Schutzabdeckung 140 den vorderen Endabschnitt 146, der eine zylindrische Form mit einer Unterseite aufweist und den seitlichen Abschnitt 146a und den unteren Abschnitt 146b umfasst. Die äußeren Auslässe 147a sind nicht in dem seitlichen Abschnitt 146a der äußeren Schutzabdeckung 140 ausgebildet. Wenn die äußeren Auslässe 147a in dem seitlichen Abschnitt 146a der äußeren Schutzabdeckung 140 ausgebildet sind, kann das Ansprechverhalten abhängig von der Beziehung zwischen den Positionen der äußeren Auslässe 147a in dem seitlichen Abschnitt 146a und der Richtung variieren, in der das Meßobjektgas um die äußeren Auslässe 147a strömt. Die 8 und 9 sind jeweils eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht, die den Fall darstellen, in dem die äußeren Auslässe 147a mehrere horizontale Löcher 147b (bei diesem Beispiel drei horizontale Löcher 147b) umfassen, die in dem seitlichen Abschnitt 146a ausgebildet sind. Die in den 8 und 9 dargestellte äußere Schutzabdeckung 140 weist äußere Auslässe 147a auf, die drei horizontale Löcher 147b und drei vertikale Löcher 147c umfassen. Die horizontalen Löcher 147b und die vertikalen Löcher 147c sind in der Umfangsrichtung der äußeren Schutzabdeckung 140 in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet. Wenn bei der in 8 und 9 dargestellten äußeren Schutzabdeckung 140 beispielsweise die Richtung, in die das Meßobjektgas strömt, die Richtung von links nach rechts ist, wie in 8 durch den Pfeil D1 dargestellt, ist eines der horizontalen Löcher 147b (gemäß 8 das am weitesten links gelegene horizontale Loch 147b) parallel zur Stromaufseite der Richtung, in die das Meßobjektgas strömt (gemäß 8 nach links), und zu dieser geöffnet. In diesem Fall wird der Strom des Meßobjektgases, das danach strebt, durch dieses horizontale Loch 147b aus dem Raum im Inneren der äußeren Schutzabdeckung 140 zu strömen, durch das Meßobjektgas behindert, das um dieses horizontale Loch 147b strömt, und das Ansprechverhalten tendiert dadurch dazu, nachzulassen. Im Gegensatz hierzu wird davon ausgegangen, dass die Richtung, in die das Meßobjektgas strömt, die in 8 durch den Pfeil D2 dargestellte Richtung ist. Die Richtung des Pfeils D2 ist die durch Drehen der Richtung des Pfeils D1 gemäß 8 um 60° im Uhrzeigersinn erhaltene Richtung und weist zum Mittelpunkt zwischen dem linken horizontalen Loch 147b und dem oberen rechten horizontalen Loch 147b in dem seitlichen Abschnitt 146a der äußeren Schutzabdeckung 140 gemäß B. In diesem Fall sind die horizontalen Löcher 147b nur an Positionen angeordnet, die relativ weit von dem Bereich um die Position entfernt sind, an der das Meßobjektgas in einer zu dem seitlichen Abschnitt 146a senkrechten Richtung gegen den seitlichen Abschnitt 146a geblasen wird. Dementsprechend wird der Strom des Meßobjektgases, das danach strebt, durch die horizontalen Löcher 147b auszuströmen, nicht wesentlich behindert, und die Wahrscheinlichkeit, dass das Ansprechverhalten nachlässt, ist weniger hoch. Wenn das Ansprechverhalten abhängig von der Beziehung zwischen den Positionen der äußeren Auslässe 147a in dem seitlichen Abschnitt 146a (bei diesem Beispiel der horizontalen Löcher 147b) und der Richtung, in die das Meßobjektgas strömt, erheblich variiert, kann das Ansprechverhalten abhängig von der Ausrichtung nachlassen, in der der Gassensor 100 angebracht ist (dem Winkel der äußeren Schutzabdeckung 140 um die Mittelachse in der Drehrichtung). Wenn der Gassensor 100 beispielsweise in einer solchen Ausrichtung an dem Rohr 20 angebracht ist, dass das Meßobjektgas in die Richtung des Pfeils D1 strömt, tendiert das Ansprechverhalten dazu, nachzulassen. Da bei dem Gassensor 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die äußeren Auslässe 147a dagegen nicht in dem seitlichen Abschnitt 146a ausgebildet sind, kann der Einfluss der Ausrichtung, in der der Gassensor 100 angebracht ist, auf das Ansprechverhalten verringert werden. Der Einfluss der Ausrichtung, in der der Gassensor 100 angebracht ist, auf das Ansprechverhalten wird als Winkelabhängigkeit bezeichnet. Bei dem Gassensor 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Winkelabhängigkeit verringert werden, weil die äußeren Auslässe 147a nicht in dem seitlichen Abschnitt 146a ausgebildet sind.In the present embodiment, the outer protective cover 140 the front end portion 146 which has a cylindrical shape with a bottom and the side portion 146a and the lower section 146b includes. The outer outlets 147a are not in the side section 146a the outer protective cover 140 educated. If the outside outlets 147a in the lateral section 146a the outer protective cover 140 are formed, the response may be dependent on the relationship between the positions of the outer outlets 147a in the lateral section 146a and the direction in which the DUT gas varies around the outer outlets 147a flows. The 8th and 9 are respectively a sectional view and a perspective view, illustrating the case in which the outer outlets 147a several horizontal holes 147b (in this example three horizontal holes 147b ) in the lateral section 146a are formed. The in the 8th and 9 illustrated outer protective cover 140 has outer outlets 147a on, the three horizontal holes 147b and three vertical holes 147c include. The horizontal holes 147b and the vertical holes 147c are in the circumferential direction of the outer protective cover 140 arranged alternately at regular intervals. If at the in 8th and 9 illustrated outer protective cover 140 For example, the direction in which the Meßobjektgas flows, the direction from left to right, as in 8th represented by the arrow D1, is one of the horizontal holes 147b (according to 8th the leftmost horizontal hole 147b ) parallel to the upstream side of the direction in which the measurement object gas flows (in accordance with FIG 8th to the left), and opened to this. In this case, the flow of the measurement target gas which seeks to pass through this horizontal hole 147b from the room inside the outer protective cover 140 to flow, obstructed by the Meßobjektgas that around this horizontal hole 147b flows, and the response thereby tends to fade. In contrast, it is assumed that the direction in which the measurement target gas flows, the in 8th is direction represented by the arrow D2. The direction of the arrow D2 is that of turning the direction of the arrow D1 in FIG 8th 60 ° clockwise direction and points to the midpoint between the left horizontal hole 147b and the upper right horizontal hole 147b in the lateral section 146a the outer protective cover 140 according to B , In this case, the horizontal holes 147b arranged only at positions which are relatively far from the area around the position at which the Meßobjektgas in one to the lateral portion 146a vertical direction against the lateral section 146a is blown. Accordingly, the flow of the measurement object gas which seeks to pass through the horizontal holes 147b is not significantly impeded, and the likelihood that the response decreases is less high. When the response depends on the relationship between the positions of the outer outlets 147a in the lateral section 146a (in this example, the horizontal holes 147b ) and the direction in which the DUT gas flows varies considerably, the response may decrease depending on the orientation in which the gas sensor 100 is attached (the angle of the outer protective cover 140 around the central axis in the direction of rotation). If the gas sensor 100 for example, in such an orientation on the pipe 20 is arranged that the measurement object gas flows in the direction of the arrow D1, the response tends to relax. Because with the gas sensor 100 According to the present embodiment, the outer outlets 147a on the other hand, not in the lateral one section 146a are formed, the influence of the orientation, in which the gas sensor 100 is appropriate to be reduced to the response. The influence of orientation, in which the gas sensor 100 is appropriate, on the response is referred to as angle dependence. At the gas sensor 100 According to the present embodiment, the angle dependence can be reduced because the outer outlets 147a not in the side section 146a are formed.

Die äußeren Einlässe 144a umfassen die horizontalen Löcher 144b, die in dem seitlichen Abschnitt 143a des zylindrischen Körperabschnitts 143 der äußeren Schutzabdeckung 140 ausgebildet sind. Dementsprechend tritt das Meßobjektgas leichter durch die äußeren Einlässe 144a ein als in dem Fall, in dem die äußeren Einlässe 144a keine horizontalen Löcher 144b umfassen, beispielsweise in dem Fall, in dem die äußeren Einlässe 144a nur die vertikalen Löcher 144c umfassen. Dadurch wird das Ansprechverhalten verbessert. Der genaue Grund hierfür ist wie folgt. Die Richtung, in der das Meßobjektgas durch die vertikalen Löcher 144c eintritt (gemäß 3 die vertikale Richtung) ist senkrecht zu der Richtung, in die das Meßobjektgas strömt (gemäß 3 die Richtung von links nach rechts). Daher wird das Meßobjektgas durch eine Saugkraft (einen Unterdruck), die erzeugt wird, wenn das Meßobjektgas durch die äußeren Auslässe 147a ausströmt, veranlasst, durch die vertikalen Löcher 144c einzutreten. Dagegen ist die Richtung, in der das Meßobjektgas durch die horizontalen Löcher 144b eintritt, ziemlich nahe an der Richtung, in die das Meßobjektgas strömt. Daher tritt das Meßobjektgas aufgrund seines dynamischen Drucks leicht durch die horizontalen Löcher 144b ein. Dementsprechend tritt das Meßobjektgas leichter durch die horizontalen Löcher 144b ein als durch die vertikalen Löcher 144c, und das Ansprechverhalten kann verbessert werden, wenn die äußeren Einlässe 144a die horizontalen Löcher 144b umfassen.The outer inlets 144a include the horizontal holes 144b that in the lateral section 143a of the cylindrical body portion 143 the outer protective cover 140 are formed. Accordingly, the measurement object gas more easily passes through the outer inlets 144a as in the case where the external inlets 144a no horizontal holes 144b include, for example, in the case where the external inlets 144a only the vertical holes 144c include. This improves the response. The exact reason for this is as follows. The direction in which the DUT gas passes through the vertical holes 144c entry (according to 3 the vertical direction) is perpendicular to the direction in which the measurement target gas flows (in accordance with FIG 3 the direction from left to right). Therefore, the measurement object gas becomes a suction force (a negative pressure) generated when the measurement object gas passes through the outer outlets 147a emanates, caused by the vertical holes 144c enter. In contrast, the direction in which the DUT gas through the horizontal holes 144b occurs, quite close to the direction in which the DUT gas flows. Therefore, the measurement object gas easily passes through the horizontal holes due to its dynamic pressure 144b one. Accordingly, the measurement object gas more easily passes through the horizontal holes 144b as through the vertical holes 144c , and the response can be improved when the external inlets 144a the horizontal holes 144b include.

Darüber hinaus ist der Elementkammereinlass 127 bei dem Gassensor 100 so in der inneren Schutzabdeckung 130 ausgebildet, dass die elementseitige Öffnung 129 in der Vorwärtsrichtung geöffnet ist. Daher wird das Meßobjektgas, das aus der elementseitigen Öffnung 129 ausgeströmt ist, weder in einer zur Oberfläche des Sensorelements senkrechten Richtung 110 gegen eine Oberfläche des Sensorelements 110 (eine andere Oberfläche als den Gaseinlass 111) geblasen, noch strömt es eine lange Strecke die Oberfläche des Sensorelements 110 entlang, bevor es den Gaseinlass 111 erreicht. Dementsprechend kann eine Abkühlung des Sensorelements 110 verringert werden. Eine Abkühlung des Sensorelements 110 wird durch Einstellen der Richtung verringert, in die die elementseitige Öffnung 129 geöffnet ist, und nicht durch Verringern der Strömungsmenge und Strömungsgeschwindigkeit des Meßobjektgases im Inneren der inneren Schutzabdeckung 130. Daher kann das Ausmaß des Nachlassens des Ansprechverhaltens bei der Erfassung von Gaskonzentrationen verringert werden. Dadurch weist das Sensorelement 110 ein schnelles Ansprechverhalten und gleichzeitig hohe Wärmehalteeigenschaften auf.In addition, the element chamber inlet 127 at the gas sensor 100 so in the inner protective cover 130 formed that the element-side opening 129 is open in the forward direction. Therefore, the measurement object gas, which is the element-side opening 129 has flowed out, either in a direction perpendicular to the surface of the sensor element direction 110 against a surface of the sensor element 110 (a surface other than the gas inlet 111 ), nor does it flow a long distance the surface of the sensor element 110 along before it enters the gas inlet 111 reached. Accordingly, a cooling of the sensor element 110 be reduced. A cooling of the sensor element 110 is reduced by adjusting the direction in which the element-side opening 129 is opened, and not by reducing the flow rate and flow rate of the DUT gas inside the inner protective cover 130 , Therefore, the extent of the decrease of the response in the detection of gas concentrations can be reduced. As a result, the sensor element 110 a fast response while maintaining high heat retention properties.

Da bei dem vorstehend im Einzelnen beschriebenen Gassensor 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform keine äußeren Auslässe 147a in dem seitlichen Abschnitt 146a des vorderen Endabschnitts 146 ausgebildet sind, kann der Einfluss der Ausrichtung, in der der Gassensor 100 angebracht ist, auf das Ansprechverhalten verringert werden. Da die äußeren Einlässe 144a die in dem seitlichen Abschnitt 143a des Körperabschnitts 143 ausgebildeten horizontalen Löcher 144b umfassen, wird darüber hinaus das Ansprechverhalten verbessert. Da die innere Schutzabdeckung 130 den Elementkammereinlass 127 aufweist, der so ausgebildet ist, dass die die Öffnung 129 in der Vorwärtsrichtung geöffnet ist, weist das Sensorelement 110 überdies ein schnelles Ansprechverhalten und gleichzeitig hohe Wärmehalteeigenschaften auf.As in the gas sensor described in detail above 100 according to the present embodiment, no external outlets 147a in the lateral section 146a the front end portion 146 are formed, the influence of the orientation, in which the gas sensor 100 is appropriate to be reduced to the response. Because the outer inlets 144a in the side section 143a of the body section 143 trained horizontal holes 144b In addition, the response is improved. Because the inner protective cover 130 the element chamber inlet 127 having, which is formed so that the opening 129 opened in the forward direction, the sensor element has 110 Moreover, it has a fast response and high heat retention properties.

Da die minimale Wegstrecke P von den äußeren Einlässen 144a zum Gaseinlass 111 11,0 mm oder weniger beträgt, wird das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen verbessert. Da die minimale Wegstrecke P 5,0 mm oder mehr beträgt, kann darüber hinaus das Auftreten von Problemen aufgrund einer unzureichenden minimalen Wegstrecke P verringert werden. Da das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 mehr als 2,0 und 5,0 oder weniger beträgt, wird darüber hinaus das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen verbessert.Since the minimum distance P from the outer inlets 144a to the gas inlet 111 11.0 mm or less, the response to gas concentration detection is improved. Moreover, since the minimum distance P is 5.0 mm or more, the occurrence of problems due to an insufficient minimum distance P can be reduced. In addition, since the sectional area ratio S1 / S2 is more than 2.0 and 5.0 or less, the response in gas concentration detection is improved.

Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann im technischen Rahmen der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Formen implementiert werden.The present invention is in no way limited to the embodiment described above and can be implemented in various forms within the technical scope of the present invention.

Die Form der Schutzabdeckung 120 ist beispielsweise nicht auf die gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschränkt. Die Form der Schutzabdeckung 120 und die Formen, die Anzahl, die Anordnung, etc. des Elementkammereinlasses 127, des Elementkammerauslasses 138a, der äußeren Einlässe 144a und der äußeren Auslässe 147a können geeignet verändert werden, solange keine äußeren Auslässe 147a in dem seitlichen Abschnitt 146a des vorderen Endabschnitts 146 ausgebildet sind, die äußeren Einlässe 144a die in dem seitlichen Abschnitt 143a des Körperabschnitts 143 ausgebildeten horizontalen Löcher 144b umfassen und die elementseitige Öffnung 129 des Elementkammereinlasses 127 in der Vorwärtsrichtung geöffnet ist. Obwohl beispielsweise der Elementkammereinlass 127 als Spalt zwischen dem ersten Element 131 und dem zweiten Element 135 ausgebildet ist, ist der Elementkammereinlass nicht darauf beschränkt und kann in jeder Form ausgebildet sein, solange der Elementkammereinlass als Eingang zur Sensorelementkammer 124 dient. Der Elementkammereinlass kann beispielsweise ein Durchgangsloch sein, das in der inneren Schutzabdeckung 130 ausgebildet ist. Wenn der Elementkammereinlass ein Durchgangsloch ist, kann der Elementkammereinlass ein vertikales Loch oder ein zur gemäß 3 vertikalen Richtung schräges Loch sein, so dass die elementseitige Öffnung 129 in der Vorwärtsrichtung geöffnet ist. Der Elementkammereinlass 127 ist nicht auf die Anzahl von einem beschränkt und kann stattdessen mehrfach vorgesehen sein. Der Elementkammerauslass 138a, die äußeren Einlässe 144a und die äußeren Auslässe 147a sind nicht auf Löcher beschränkt und können stattdessen Spalte zwischen Elementen sein, die die Schutzabdeckung 120 bilden. Diese Komponenten können in beliebiger Anzahl vorgesehen sein, solange sie vorgesehen sind. Obwohl die äußeren Einlässe 144a die horizontalen Löcher 144b und die vertikalen Löcher 144c umfassen, kann auf die vertikalen Löcher 144c verzichtet werden, solange die horizontalen Löcher 144b ausgebildet sind. Ebenso können anstelle der oder zusätzlich zu den vertikalen Löchern 144c Ecklöcher in der Ecke zwischen dem seitlichen Abschnitt 143a und dem Stufenabschnitt 143b ausgebildet sein. Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich der äußeren Auslässe 147a, solange sie nicht in dem seitlichen Abschnitt 146a des vorderen Endabschnitts 146 ausgebildet sind, d. h. solange sie keine horizontalen Löcher umfassen. Die äußeren Auslässe 147a können anstelle der oder zusätzlich zu den vertikalen Löchern 147c Ecklöcher in der Ecke zwischen dem seitlichen Abschnitt 146a und dem unteren Abschnitt 146b umfassen. Der Elementkammereinlass 127 und der Elementkammerauslass 138a können eines oder mehrere unter einem horizontalen Loch, einem vertikalen Loch und einem Eckloch umfassen.The shape of the protective cover 120 For example, it is not limited to those according to the embodiment described above. The shape of the protective cover 120 and the shapes, number, arrangement, etc. of the element chamber inlet 127 , the element chamber outlet 138a , the outer inlets 144a and the outer outlets 147a can be suitably changed, as long as no external outlets 147a in the lateral section 146a the front end portion 146 are formed, the outer inlets 144a in the side section 143a of the body section 143 trained horizontal holes 144b include and the element-side opening 129 of the element chamber inlet 127 is open in the forward direction. For example, although the element chamber inlet 127 as a gap between the first element 131 and the second element 135 is formed, the element chamber inlet is not limited thereto and may be formed in any shape, as long as the element chamber inlet as an input to the sensor element chamber 124 serves. For example, the element chamber inlet may be a through hole located in the inner protective cover 130 is trained. When the element chamber inlet is a through hole, the element chamber inlet may be a vertical hole or a hole as shown in FIG 3 vertical direction be oblique hole, leaving the element-side opening 129 is open in the forward direction. The element chamber inlet 127 is not limited to the number of one and may be multiple instead. The element chamber outlet 138a , the outer inlets 144a and the outer outlets 147a are not limited to holes and may instead be gaps between elements that make up the protective cover 120 form. These components may be provided in any number as long as they are provided. Although the outer inlets 144a the horizontal holes 144b and the vertical holes 144c can embrace the vertical holes 144c be waived as long as the horizontal holes 144b are formed. Likewise, instead of or in addition to the vertical holes 144c Corner holes in the corner between the side section 143a and the step section 143b be educated. There is no particular restriction on the outer outlets 147a as long as they are not in the side section 146a the front end portion 146 are formed, that is, as long as they do not include horizontal holes. The outer outlets 147a can instead of or in addition to the vertical holes 147c Corner holes in the corner between the side section 146a and the lower section 146b include. The element chamber inlet 127 and the element chamber outlet 138a may include one or more under a horizontal hole, a vertical hole and a corner hole.

Nun werden Beispiele von Ecklöchern beschrieben. 10 ist eine Schnittansicht, die den Fall darstellt, in dem die äußeren Auslässe 147a mehrere Ecklöcher 147d umfassen. Wie in 10 dargestellt, umfassen die in dem vorderen Endabschnitt 146 ausgebildeten äußeren Auslässe 147a anstelle der vertikalen Löcher 147c die Ecklöcher 147d, die in der Ecke zwischen dem seitlichen Abschnitt 146a und dem unteren Abschnitt 146b ausgebildet sind. Sechs Ecklöcher 147d (in 10 sind nur vier Ecklöcher 147d dargestellt) sind in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der äußeren Schutzabdeckung 140 angeordnet. Die Ecklöcher 147d können so ausgebildet sein, dass der Winkel θ zwischen den äußeren Öffnungen der Ecklöcher 147d (gemäß der vergrößerten Ansicht unten links in 10 einer geraden Linie a) und der Bodenfläche (unteren Oberfläche) des unteren Abschnitts 146b (gemäß der vergrößerten Ansicht unten links in 10 einer geraden Linie b) in dem Bereich von 10° bis 80° liegt. In 10 beträgt der Winkel θ 45°. Auch wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform Ecklöcher in der Ecke zwischen dem seitlichen Abschnitt 143a und dem Stufenabschnitt 143b ausgebildet sind, können die Winkel θ zwischen den äußeren Öffnungen der Ecklöcher und der Bodenfläche (der unteren Oberfläche) des unteren Abschnitts 146b im Bereich von 10° bis 80° liegen.Now examples of corner holes will be described. 10 is a sectional view illustrating the case in which the outer outlets 147a several corner holes 147d include. As in 10 as shown, those in the front end portion 146 trained outside outlets 147a instead of the vertical holes 147c the corner holes 147d in the corner between the side section 146a and the lower section 146b are formed. Six corner holes 147d (in 10 There are only four corner holes 147d shown) are evenly spaced in the circumferential direction of the outer protective cover 140 arranged. The corner holes 147d may be formed so that the angle θ between the outer openings of the corner holes 147d (according to the enlarged view bottom left in 10 a straight line a) and the bottom surface (lower surface) of the lower portion 146b (according to the enlarged view bottom left in 10 a straight line b) is in the range of 10 ° to 80 °. In 10 the angle θ is 45 °. Even though, in the embodiment described above, corner holes exist in the corner between the side portion 143a and the step section 143b are formed, the angles θ between the outer openings of the corner holes and the bottom surface (the lower surface) of the lower portion 146b in the range of 10 ° to 80 °.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die vorstehenden Abschnitte 136a auf der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 ausgebildet. Die vorstehenden Abschnitte 136a sind jedoch nicht darauf beschränkt, solange zumindest entweder auf der äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 oder auf der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 mehrere vorstehende Abschnitte so ausgebildet sind, dass sie zueinander vorstehen und in Kontakt miteinander stehen. Darüber hinaus ist die äußere Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, wie in den 3 und 4 dargestellt, an den Stellen nach innen eingesenkt, an denen die vorstehenden Abschnitte 136a ausgebildet sind. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass die äußere Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 eingesenkt ist. Die Form der vorstehenden Abschnitte 136a ist nicht auf eine Halbkugelform beschränkt und kann jede Form sein. Es wird darauf hingewiesen, dass es nicht erforderlich ist, dass die vorstehenden Abschnitte 136a auf der äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 oder auf der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 ausgebildet sind.In the embodiment described above, the projecting portions are 136a on the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 educated. The preceding sections 136a however, they are not limited thereto as long as at least either on the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 or on the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 a plurality of protruding portions are formed so as to project toward each other and to be in contact with each other. In addition, the outer peripheral surface of the second cylindrical portion 136 in the embodiment described above, as in Figs 3 and 4 shown, inwardly recessed at the points where the protruding sections 136a are formed. However, it is not necessary that the outer peripheral surface of the second cylindrical portion 136 is sunken. The shape of the protruding sections 136a is not limited to a hemispherical shape and can be any shape. It should be noted that it is not required that the preceding sections 136a on the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 or on the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 are formed.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Elementkammereinlass 127 ein röhrenförmiger Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 134 und der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 136. Der Elementkammereinlass 127 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise eine Ausnehmung (Nut) in zumindest entweder der äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts oder der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts ausgebildet sein, und der Elementkammereinlass kann als durch die Ausnehmung zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten zylindrischen Abschnitt definierter Spalt ausgebildet sein. 11 ist eine Schnittansicht, die Elementkammereinlässe 227 gemäß einer Modifikation darstellt. Gemäß 11 stehen die äußere Umfangsfläche eines ersten zylindrischen Abschnitts 234 und die innere Umfangsfläche eines zweiten zylindrischen Abschnitts 236 in Kontakt miteinander, und mehrere Ausnehmungen 234a (gemäß 11 vier Ausnehmungen 234a) sind in gleichmäßigen Abständen in der äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 234 ausgebildet. Die Spalte zwischen der inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 236 und den Ausnehmungen 234a dienen als Elementkammereinlässe 227.In the embodiment described above, the element chamber inlet 127 a tubular gap between the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 134 and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 136 , The element chamber inlet 127 but is not limited to this. For example, a recess (groove) may be formed in at least one of the outer peripheral surface of the first cylindrical portion and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion, and the element chamber inlet may be formed as a gap defined by the recess between the first cylindrical portion and the second cylindrical portion be. 11 is a sectional view, the element chamber inlets 227 according to a modification. According to 11 stand the outer peripheral surface of a first cylindrical portion 234 and the inner peripheral surface of a second cylindrical portion 236 in contact with each other, and several recesses 234a (according to 11 four recesses 234a ) are evenly spaced in the outer circumferential surface of the first cylindrical portion 234 educated. The gap between the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 236 and the recesses 234a serve as element chamber inlets 227 ,

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Elementkammereinlass 127 ein Strömungskanal, der parallel zur Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten (gemäß 3 der vertikalen Richtung) ist. Der Elementkammereinlass ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Elementkammereinlass kann stattdessen beispielsweise als Strömungskanal ausgebildet sein, der schräg zur Richtung von vorne nach hinten ist, so dass der Strömungskanal mit zunehmendem Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von hinten nach vorne näher an das Sensorelement 110 gelangt. 12 ist eine vertikale Schnittansicht eines Gassensors 300 gemäß einer Modifikation in diesem Fall. In 12 sind Komponenten, die mit denen des Gassensors 100 übereinstimmen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre genaue Beschreibung wird verzichtet. Wie in 12 dargestellt, umfasst der Gassensor 300 anstelle der inneren Schutzabdeckung 130 eine innere Schutzabdeckung 330. Die innere Schutzabdeckung 330 umfasst ein erstes Element 331 und ein zweites Element 335. Anstelle des ersten zylindrischen Abschnitts 134, den das erste Element 131 umfasst, umfasst das erste Element 331 einen Körperabschnitt 334a mit einer zylindrischen Form und einen ersten zylindrischen Abschnitt 334b mit einem Durchmesser, der mit zunehmendem Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von hinten nach vorne abnimmt. Der Endabschnitt des ersten zylindrischen Abschnitts 334b in der Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten ist mit dem Körperabschnitt 334a verbunden. Anstelle des zweiten zylindrischen Abschnitts 136 und des Verbindungsabschnitts 137, die das zweite Element 135 umfasst, umfasst das zweite Element 335 einen zweiten zylindrischen Abschnitt 336 mit einem Durchmesser, der mit zunehmendem Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von hinten nach vorne abnimmt. Der zweite zylindrische Abschnitt 336 ist mit dem vorderen Endabschnitt 138 verbunden. Die äußere Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 334b und die innere Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 336 stehen nicht in Kontakt miteinander, und der zwischen ihnen ausgebildete Spalt dient als Elementkammereinlass 327. Der Elementkammereinlass 327 weist eine äußere Öffnung 328, die eine Öffnung ist, die neben der ersten Gaskammer 122 liegt, und eine elementseitige Öffnung 329 auf, die eine Öffnung ist, die neben der Sensorelementkammer 124 liegt. Der erste zylindrische Abschnitt 334b und der zweite zylindrische Abschnitt 336 sind so geformt, dass der Elementkammereinlass 327 als Strömungskanal dient, der schräg zur Richtung von vorne nach hinten verläuft, so dass der Strömungskanal mit zunehmendem Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von hinten nach vorne näher an das Sensorelement 110 (näher an die Mittelachse der inneren Schutzabdeckung 330) gelangt. Ähnlich ist die elementseitige Öffnung 329 schräg zur Richtung von vorne nach hinten geöffnet, so dass sie mit zunehmendem Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von hinten nach vorne näher an das Sensorelement 110 gelangt (siehe die vergrößerte Ansicht in 12). Wenn der Elementkammereinlass 327 ein schräger Strömungskanal ist oder wenn die elementseitige Öffnung 329 schräg ist, wie vorstehend beschrieben, strömt das Meßobjektgas in der Sensorelementkammer 124 durch die elementseitige Öffnung 329 in eine zur Richtung des Sensorelements 110 von vorne nach hinten schräge Richtung. Dementsprechend kann ein ähnliches Ergebnis wie bei dem Elementkammereinlass 127 und der elementseitigen Öffnung 129 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erzielt werden. Anders ausgedrückt wird das Meßobjektgas weder in einer zur Oberfläche des Sensorelements 110 senkrechten Richtung gegen die Oberfläche des Sensorelements 110 (eine andere Oberfläche als den Gaseinlass 111) geblasen, noch strömt es eine lange Strecke entlang der Oberfläche des Sensorelements 110 bevor es den Gaseinlass 111 erreicht. Dementsprechend kann eine Abkühlung des Sensorelements 110 verringert werden. Gemäß 12 weist der Elementkammereinlass 327 eine Breite auf, die mit zunehmendem Abstand in der Richtung des Sensorelements 110 von hinten nach vorne abnimmt. Daher ist der Öffnungsbereich der elementseitigen Öffnung 329 kleiner als der der äußeren Öffnung 328. Anders ausgedrückt ist der Elementkammereinlass 327 so ausgebildet, dass der vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschriebene Abstand A4 kleiner als der Abstand A5 ist. Wenn das Meßobjektgas durch die äußere Öffnung 328 eintritt und durch die elementseitige Öffnung 329 ausströmt, strömt das Meßobjektgas dementsprechend mit einer Strömungsgeschwindigkeit aus, die höher als die ist, mit der das Meßobjektgas eintritt. Daher kann das Ansprechverhalten bei der Erfassung von Gaskonzentrationen verbessert werden. Obwohl der Öffnungsbereich der elementseitigen Öffnung 329 gemäß 12 kleiner als der der äußeren Öffnung 328 ist, ist dieses Merkmal optional. Bei dem Gassensor 300 gemäß der in 12 dargestellten Modifikation ist der Abstand A1 der Abstand von dem Gaseinlass 111 zum unteren Ende der elementseitigen Öffnung 329 in der vertikalen Richtung. In the embodiment described above, the element chamber inlet 127 a flow channel parallel to the direction of the sensor element 110 from front to back (according to 3 the vertical direction). However, the element chamber inlet is not limited to this. Instead, the element chamber inlet may, for example, be formed as a flow channel which is oblique to the direction from the front to the rear, so that the flow channel increases with increasing distance in the direction of the sensor element 110 from back to front closer to the sensor element 110 arrives. 12 FIG. 15 is a vertical sectional view of a gas sensor 300 according to a modification in this case. In 12 are components that match those of the gas sensor 100 match, denoted by the same reference numerals, and their detailed description is omitted. As in 12 illustrated, includes the gas sensor 300 instead of the inner protective cover 130 an inner protective cover 330 , The inner protective cover 330 includes a first element 331 and a second element 335 , Instead of the first cylindrical section 134 the first element 131 includes, comprises the first element 331 a body section 334a with a cylindrical shape and a first cylindrical portion 334b with a diameter increasing with the distance in the direction of the sensor element 110 decreases from back to front. The end portion of the first cylindrical portion 334b in the direction of the sensor element 110 from front to back is with the body section 334a connected. Instead of the second cylindrical section 136 and the connection section 137 that the second element 135 comprises, comprises the second element 335 a second cylindrical portion 336 with a diameter increasing with the distance in the direction of the sensor element 110 decreases from back to front. The second cylindrical section 336 is with the front end portion 138 connected. The outer peripheral surface of the first cylindrical portion 334b and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 336 are not in contact with each other and the gap formed between them serves as the element chamber inlet 327 , The element chamber inlet 327 has an outer opening 328 which is an opening next to the first gas chamber 122 lies, and an element-side opening 329 which is an opening adjacent to the sensor element chamber 124 lies. The first cylindrical section 334b and the second cylindrical portion 336 are shaped so that the element chamber inlet 327 serves as a flow channel which extends obliquely to the direction from front to back, so that the flow channel with increasing distance in the direction of the sensor element 110 from back to front closer to the sensor element 110 (closer to the central axis of the inner protective cover 330 ). Similarly, the element-side opening 329 open obliquely to the direction from the front to the rear, so that they move with increasing distance in the direction of the sensor element 110 from back to front closer to the sensor element 110 (see the enlarged view in 12 ). When the element chamber inlet 327 is an oblique flow channel or if the element-side opening 329 is oblique, as described above, the Meßobjektgas flows in the sensor element chamber 124 through the element-side opening 329 in a direction to the sensor element 110 from the front to the rear oblique direction. Accordingly, a similar result as in the element chamber inlet 127 and the element-side opening 129 can be achieved according to the embodiment described above. In other words, the measurement object gas is neither in the surface of the sensor element 110 vertical direction against the surface of the sensor element 110 (a surface other than the gas inlet 111 ), nor does it flow a long distance along the surface of the sensor element 110 before there is the gas inlet 111 reached. Accordingly, a cooling of the sensor element 110 be reduced. According to 12 The element chamber inlet 327 has a width that increases with increasing distance in the direction of the sensor element 110 decreases from back to front. Therefore, the opening area of the element-side opening 329 smaller than the outer opening 328 , In other words, the element chamber inlet 327 designed so that the above with reference to 7 described distance A4 is smaller than the distance A5. When the measurement object gas through the outer opening 328 enters and through the element-side opening 329 flows out accordingly, the Meßobjektgas flows out at a flow rate which is higher than that at which the Meßobjektgas enters. Therefore, the response in the detection of gas concentrations can be improved. Although the opening area of the element-side opening 329 according to 12 smaller than the outer opening 328 is, this feature is optional. At the gas sensor 300 according to the in 12 shown modification, the distance A1 is the distance from the gas inlet 111 to the lower end of the element-side opening 329 in the vertical direction.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die erste Gaskammer 122 der einzige Strömungskanal für das Meßobjektgas zwischen dem Elementkammereinlass 127 und den äußeren Einlässen 144a. Die erste Gaskammer 122 ist jedoch nicht hierauf beschränkt, solange die erste Gaskammer 122 zumindest ein Abschnitt des Strömungskanals für das Meßobjektgas zwischen dem Elementkammereinlass 127 und den äußeren Einlässen 144a ist. Die Schutzabdeckung 120 kann beispielsweise zusätzlich zu der inneren Schutzabdeckung 130 und der äußeren Schutzabdeckung 140 eine dazwischenliegende Schutzabdeckung umfassen, die zwischen der inneren Schutzabdeckung 130 und der äußeren Schutzabdeckung 140 angeordnet ist, und der Strömungskanal für das Meßobjektgas zwischen dem Elementkammereinlass 127 und den äußeren Einlässen 144a kann mehrere Gaskammern umfassen. Ähnlich ist bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die zweite Gaskammer 126 der einzige Strömungskanal für das Meßobjektgas zwischen dem Elementkammerauslass 138a und den äußeren Auslässen 147a. Die zweite Gaskammer 126 ist jedoch nicht darauf beschränkt, solange die zweite Gaskammer 126 zumindest ein Abschnitt des Strömungskanals für das Meßobjektgas zwischen dem Elementkammeraunlass 138a und den äußeren Auslässen 147a ist.In the embodiment described above, the first gas chamber 122 the only flow channel for the DUT gas between the element chamber inlet 127 and the outer inlets 144a , The first gas chamber 122 however, is not limited to this as long as the first gas chamber 122 at least a portion of the flow channel for the sample gas between the element chamber inlet 127 and the outer inlets 144a is. The protective cover 120 For example, in addition to the inner protective cover 130 and the outer protective cover 140 an intermediate protective cover that between the inner protective cover 130 and the outer protective cover 140 and the flow path for the sample gas between the element chamber inlet 127 and the outer inlets 144a can include multiple gas chambers. Similarly, in the embodiment described above, the second gas chamber 126 the only flow channel for the DUT gas between the Elementkammerauslass 138a and the outer outlets 147a , The second gas chamber 126 however, is not limited to as long as the second gas chamber 126 at least a portion of the flow channel for the sample gas between the element chamber outlet 138a and the outer outlets 147a is.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Gaseinlass 111 in der vorderen Endfläche des Sensorelements 110 (gemäß 3 der unteren Oberfläche des Sensorelements 110) geöffnet. Der Gaseinlass 111 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Gaseinlass 111 kann beispielsweise in einer Seitenfläche des Sensorelements 110 (gemäß 4 der oberen, der unteren, der linken oder der rechten Oberfläche des Sensorelements 110) geöffnet sein.In the embodiment described above, the gas inlet 111 in the front end surface of the sensor element 110 (according to 3 the lower surface of the sensor element 110 ) open. The gas inlet 111 but is not limited to this. The gas inlet 111 For example, in a side surface of the sensor element 110 (according to 4 the upper, the lower, the left or the right surface of the sensor element 110 ) to be open.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst das Sensorelement 110 die poröse Schutzschicht 110a. Es ist nicht jedoch erforderlich, dass das Sensorelement 110 die poröse Schutzschicht 110a umfasst.In the embodiment described above, the sensor element comprises 110 the porous protective layer 110a , However, it is not required that the sensor element 110 the porous protective layer 110a includes.

BeispieleExamples

Nun werden Beispiele von Gassensoren beschrieben, die tatsächlich gefertigt wurden. Die experimentellen Beispiele 3 bis 5 entsprechen Beispielen der vorliegenden Erfindung, und die experimentellen Beispiele 1 und 2 entsprechen Vergleichsbeispielen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.Now, examples of gas sensors that have actually been manufactured will be described. Experimental Examples 3 to 5 correspond to Examples of the present invention, and Experimental Examples 1 and 2 correspond to Comparative Examples. The present invention is not limited to the following examples.

[Experimentelles Beispiel 1]Experimental Example 1

Ein Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 1 ähnelte dem in den 3 bis 7 dargestellten Gassensor 100 mit der Ausnahme, dass die äußeren Auslässe 147a, wie in den 8 und 9 dargestellt, die drei in dem seitlichen Abschnitt 146a ausgebildeten horizontalen Löcher 147b und die drei vertikalen Löcher 147c umfassten. Das erste Element 131 der inneren Schutzabdeckung 130 wies eine Stärke von 0,3 mm und eine axiale Länge von 10,2 mm auf. der Abschnitt 132 mit großem Durchmesser wies eine axiale Länge von 1,8 mm und einen Außendurchmesser von 14,4 mm auf, und der erste zylindrische Abschnitt 134 wies eine axiale Länge von 8,4 mm und einen Außendurchmesser von 7,7 mm auf. Das zweite Element 135 wies eine Stärke von 0,3 mm und eine axiale Länge von 11,5 mm auf. Der zweite zylindrische Abschnitt 136 wies eine axiale Länge von 4,5 mm und einen Innendurchmesser von 9,7 mm auf, und der vordere Endabschnitt 138 wies eine axiale Länge von 4,9 mm auf. Die Bodenfläche des vorderen Endabschnitts 138 wies einen Durchmesser von 3,0 mm auf. Hinsichtlich des Elementkammereinlasses 127 betrugen der Abstand A1 0,59 mm, der Abstand A2 1,7 mm, der Abstand A3 3,1 mm, die Abstände A4, A5 und A7 1,0 mm, der Abstand A6 2,05 mm und die Länge L 4 mm. Der Elementkammerauslass 138a wies einen Durchmesser von 1,5 mm auf. Die äußere Schutzabdeckung 140 wies eine Stärke von 0,4 mm und eine axiale Länge von 24,35 mm auf. Der Abschnitt 142 mit großem Durchmesser wies eine axiale Länge von 5,85 mm und einen Außendurchmesser von 15,2 mm auf. Der Körperabschnitt 143 wies eine axiale Länge von 8,9 mm auf (eine axiale Länge vom oberen Ende des Körperabschnitts 143 zur oberen Oberfläche des Stufenabschnitts 143b betrug 8,5 mm). Der Körperabschnitt 143 hatte einen Außendurchmesser von 14,6 mm. Der vordere Endabschnitt 146 wies eine axiale Länge von 9,6 mm und einen Außendurchmesser von 8,7 mm auf. Die äußeren Einlässe 144a umfassten sechs horizontale Löcher 144b mit einem Durchmesser von 1 mm und sechs vertikale Löcher 144c mit einem Durchmesser von 1 mm. Die horizontalen Löcher 144b und die vertikalen Löcher 144c waren in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet (die nebeneinander liegenden Löcher bilden einen Winkel von 30°). Die äußeren Auslässe 147a umfassten drei horizontale Löcher 147b mit einem Durchmesser von 1 mm und drei vertikale Löcher 147c mit einem Durchmesser von 1 mm. Die horizontalen Löcher 147b und die vertikalen Löcher 147c waren in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet (die nebeneinander liegenden Löcher bilden einen Winkel von 60°). Das Material der Schutzabdeckung 120 war SUS301S. Das Sensorelement 110 des Gassensors 100 wies eine Breite (gemäß 4 eine Länge in der Richtung von links nach rechts) von 4 mm und eine Stärke (gemäß 4 eine Länge in der vertikalen Richtung) von 1,5 mm auf. Die poröse Schutzschicht 110a war ein poröser Aluminiumoxidkörper mit einer Stärke von 400 μm. Die minimale Wegstrecke P betrug 11,4 mm. Die Gesamtquerschnittsfläche S1 betrug 9,42 mm2. Die Gesamtquerschnittsfläche S2 betrug 4,71 mm2. Das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 betrug 2,00.A gas sensor 100 according to Experimental Example 1 was similar to that in the 3 to 7 illustrated gas sensor 100 with the exception that the outer outlets 147a as in the 8th and 9 shown, the three in the lateral section 146a trained horizontal holes 147b and the three vertical holes 147c included. The first element 131 the inner protective cover 130 had a thickness of 0.3 mm and an axial length of 10.2 mm. the section 132 with large diameter had an axial length of 1.8 mm and an outer diameter of 14.4 mm, and the first cylindrical portion 134 had an axial length of 8.4 mm and an outside diameter of 7.7 mm. The second element 135 had a thickness of 0.3 mm and an axial length of 11.5 mm. The second cylindrical section 136 had an axial length of 4.5 mm and an inner diameter of 9.7 mm, and the front end portion 138 had an axial length of 4.9 mm. The bottom surface of the front end portion 138 had a diameter of 3.0 mm. Regarding the element chamber inlet 127 the distance A1 was 0.59 mm, the distance A2 1.7 mm, the distance A3 3.1 mm, the distances A4, A5 and A7 1.0 mm, the distance A6 2.05 mm and the length L 4 mm , The element chamber outlet 138a had a diameter of 1.5 mm. The outer protective cover 140 had a thickness of 0.4 mm and an axial length of 24.35 mm. The section 142 with large diameter had an axial length of 5.85 mm and an outer diameter of 15.2 mm. The body section 143 had an axial length of 8.9 mm (an axial length from the top of the body portion 143 to the upper surface of the step portion 143b was 8.5 mm). The body section 143 had an outside diameter of 14.6 mm. The front end section 146 had an axial length of 9.6 mm and an outside diameter of 8.7 mm. The outer inlets 144a included six horizontal holes 144b with a diameter of 1 mm and six vertical holes 144c with a diameter of 1 mm. The horizontal holes 144b and the vertical holes 144c were arranged alternately at regular intervals (the adjacent holes form an angle of 30 °). The outer outlets 147a included three horizontal holes 147b with a diameter of 1 mm and three vertical holes 147c with a diameter of 1 mm. The horizontal holes 147b and the vertical holes 147c were arranged alternately at regular intervals (the adjacent holes form an angle of 60 °). The material of the protective cover 120 was SUS301S. The sensor element 110 of the gas sensor 100 had a width (according to 4 a length in the direction from the left to the right) of 4 mm and a thickness (according to 4 a length in the vertical direction) of 1.5 mm. The porous protective layer 110a was a porous alumina body with a thickness of 400 microns. The minimum distance P was 11.4 mm. The total cross-sectional area S1 was 9.42 mm 2 . The total cross-sectional area S2 was 4.71 mm 2 . The sectional area ratio S1 / S2 was 2.00.

[Experimentelles Beispiel 2]Experimental Example 2

Ein Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 2 ähnelte dem Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass der Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 134 des ersten Elements 131 7,88 mm betrug, womit er größer als bei dem experimentellen Beispiel 1 war. Bei dem experimentellen Beispiel 2 betrugen die Abstände A4, A5 und A7 0,61 mm, der Abstand A2 2,1 mm, die minimale Wegstrecke P 11,7 mm, die Gesamtquerschnittsfläche S1 9,42 mm2, die Gesamtquerschnittsfläche S2 4,71 mm2 und das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 2,00.A gas sensor 100 according to experimental example 2 was similar to the gas sensor 100 according to Experimental Example 1, except that the inner diameter of the first cylindrical portion 134 of the first element 131 7.88 mm, which was larger than in Experimental Example 1. In experimental example 2, the distances A4, A5 and A7 were 0.61 mm, the distance A2 was 2.1 mm, the minimum distance P was 11.7 mm, the total cross-sectional area S1 was 9.42 mm 2 , and the total cross-sectional area was S2 4.71 mm 2 and the cross-sectional area ratio S1 / S2 2.00.

[Experimentelles Beispiel 3][Experimental Example 3]

Ein Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 3 war der in den 3 bis 7 dargestellte Gassensor 100. Bei dem experimentellen Beispiel 3 umfassten die äußeren Auslässe 147a keine horizontalen Löcher 147b, und der Durchmesser der vertikalen Löcher 147c betrug 1 mm, wie bei dem experimentellen Beispiel 1. Die horizontalen Löcher 144b hatten einen Durchmesser von 1,5 mm und waren nach hinten versetzt, so dass der Abstand A3 0,84 mm betrug. Die übrigen Abmessungen stimmten mit denen bei dem experimentellen Beispiel 2 überein. Die minimale Wegstrecke P betrug 10,0 mm, die Gesamtquerschnittsfläche S1 15,32 mm2, die Gesamtquerschnittsfläche S2 4,71 mm2 und das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 3,25.A gas sensor 100 according to Experimental Example 3 was in the 3 to 7 illustrated gas sensor 100 , In Experimental Example 3, the outer outlets included 147a no horizontal holes 147b , and the diameter of the vertical holes 147c was 1 mm as in Experimental Example 1. The horizontal holes 144b had a diameter of 1.5 mm and were offset to the rear, so that the distance A3 was 0.84 mm. The remaining dimensions were the same as in Experimental Example 2. The minimum distance P was 10.0 mm, the total cross-sectional area S1 15.32 mm 2 , the total cross-sectional area S2 4.71 mm 2 and the cross-sectional area ratio S1 / S2 3.25.

[Experimentelles Beispiel 4][Experimental Example 4]

Ein Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 4 stimmte mit der Ausnahme, dass die Querschnittsfläche der vertikalen Löcher 144c und die Querschnittsfläche der drei vertikalen Löcher 147c vergrößert wurden, mit dem Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 3 überein. Genauer waren die vertikalen Löcher 144c und die vertikalen Löcher 147c, wie in 13 dargestellt, in einer Bogenform ausgebildet, die sich in der Umfangsrichtung der äußeren Schutzabdeckung 140 erstreckte, so dass ihre Querschnittsflächen vergrößert wurden. Die vertikalen Löcher 144c und die vertikalen Löcher 147c waren in einer Bogenform mit einer Breite von 1 mm ausgebildet. Die sechs vertikalen Löcher 144c wiesen eine Querschnittsfläche von 2,4 mm2 auf. Die drei vertikalen Löcher 147c wiesen ebenfalls eine Querschnittsfläche von 2,4 mm2 auf. Die minimale Wegstrecke P betrug 10,0 mm, die Gesamtquerschnittsfläche S1 25,03 mm2, die Gesamtquerschnittsfläche S2 7,21 mm2 und das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 3,47.A gas sensor 100 according to Experimental Example 4, except that the cross-sectional area of the vertical holes 144c and the cross-sectional area of the three vertical holes 147c were enlarged, with the gas sensor 100 according to Experimental Example 3. More precisely, the vertical holes 144c and the vertical holes 147c , as in 13 shown formed in an arcuate shape extending in the circumferential direction of the outer protective cover 140 extended, so that their cross-sectional areas were increased. The vertical holes 144c and the vertical holes 147c were formed in an arch shape with a width of 1 mm. The six vertical holes 144c had a cross-sectional area of 2.4 mm 2 . The three vertical holes 147c also had a cross-sectional area of 2.4 mm 2 . The minimum distance P was 10.0 mm, the total cross-sectional area S1 25.03 mm 2 , the total cross-sectional area S2 7.21 mm 2 and the cross-sectional area ratio S1 / S2 3.47.

[Experimentelles Beispiel 5]Experimental Example 5

Ein Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 5 stimmte mit der Ausnahme, dass die horizontalen Löcher 144b, wie in 14 dargestellt, näher an dem hinteren Ende lagen als die äußere Öffnung 128 und der Abstand A3 –0,16 mm betrug, mit dem Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 3 überein. Die minimale Wegstrecke P betrug 9,9 mm. Gemäß 14 war die minimale Wegstrecke P bei dem Gassensor 100 gemäß dem experimentellen Beispiel 5 die Länge des kürzesten Wegs (der unterbrochenen Linie PL) von einem Endabschnitt C1 (gemäß 14 dem unteren Endabschnitt) der äußeren Öffnung des horizontalen Lochs 144b, wobei der Endabschnitt C1 am nächsten an der äußeren Öffnung 128 lag, zu einem Endabschnitt C2 (gemäß 14 dem linken Endabschnitt) der äußeren Öffnung des Gaseinlasses 111. Die Gesamtquerschnittsfläche S1 betrug 15,32 mm2, die Gesamtquerschnittsfläche S2 4,71 mm2 und das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 3,25.A gas sensor 100 according to Experimental Example 5, except that the horizontal holes 144b , as in 14 shown closer to the rear end than the outer opening 128 and the distance A3 was -0.16 mm, with the gas sensor 100 according to Experimental Example 3. The minimum distance P was 9.9 mm. According to 14 was the minimum distance P at the gas sensor 100 according to Experimental Example 5, the length of the shortest path (the broken line PL) from an end portion C1 (in FIG 14 the lower end portion) of the outer opening of the horizontal hole 144b wherein the end portion C1 is closest to the outer opening 128 was, to an end portion C2 (according to 14 the left end portion) of the outer opening of the gas inlet 111 , The total cross-sectional area S1 was 15.32 mm 2 , the total cross-sectional area S2 was 4.71 mm 2 and the cross-sectional area ratio S1 / S2 was 3.25.

[Bewertung der Winkelabhängigkeit][Evaluation of Angular Dependence]

Der Einfluss der Ausrichtung der Anbringung jedes der Gassensoren gemäß den experimentellen Beispielen 1 bis 5 auf das Ansprechverhalten (die Winkelabhängigkeit) wurde bewertet. Als erstes wurde der Gassensor gemäß dem experimentellen Beispiel 1 auf eine in 1 und 2 dargestellte Weise an einem Rohr angebracht. Die Ausrichtung der Anbringung des Gassensors gemäß dem experimentellen Beispiel 1 war dergestalt, dass das Meßobjektgas in der Richtung des Pfeils D1 gemäß 8 durch das Rohr strömte. Als Meßobjektgas wurde durch Mischen von Sauerstoff mit Außenluft zur Einstellung der Sauerstoffkonzentration erhaltenes Gas verwendet. Das Meßobjektgas wurde veranlasst, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von V = 8 m/s durch das Rohr zu strömen. Die Sauerstoffkonzentration des durch das Rohr strömenden Meßobjektgases wurde von 22,9% auf 20,2% verändert, und eine Veränderung des Ausgangs des Sensorelements über die Zeit wurde gemessen. Der Ausgabewert des Sensorelements unmittelbar vor der Veränderung der Sauerstoffkonzentration wurde als 0% definiert, und der Ausgabewert des Sensorelements zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ausgang des Sensorelements nach der Veränderung der Sauerstoffkonzentration stabil wurde, wurde als 100% definiert. Die Zeitspanne, ab der der Ausgabewert 10% überschritt, bis der Ausgabewert 90% überschritt, wurde als Reaktionszeit (sek) bei der Erfassung von Gaskonzentrationen definiert. Je kürzer die Reaktionszeit, desto höher die Änderungssensibilität bei der Erfassung von Gaskonzentrationen. Die Ausrichtung der Anbringung des Gassensors gemäß dem experimentellen Beispiel 1 wurde in mehreren Ausrichtungen verändert, und die Reaktionszeit wurde in jeder Ausrichtung der Anbringung gemessen. Genauer wurde, nachdem die Ausrichtung der Anbringung zum Veranlassen eines Strömens des Meßobjektgases in der Richtung des Pfeils D1 gemäß 8 als 0° definiert war, die Ausrichtung der Anbringung des Gassensors durch Drehen des Gassensors um die Mittelachse der äußeren Schutzabdeckung 140 in Schritten von 30° von 0° auf 360° verändert, und die Reaktionszeit wurde in jeder Ausrichtung der Anbringung gemessen. Die Ausrichtung der Anbringung des Gassensors stimmt bei 0° und 360° überein. Jeder der Gassensoren gemäß den experimentellen Beispielen 2 bis 5 wurde ebenfalls in unterschiedlichen Ausrichtungen angebracht, und die Reaktionszeit wurde in jeder Ausrichtung der Anbringung gemessen. Bei dem Gassensor gemäß dem experimentellen Beispiel 2 wurde, ähnlich wie bei dem experimentellen Beispiel 1, die Ausrichtung der Anbringung zur Veranlassung eines Strömens des Meßobjektgases in die Richtung des Pfeils D1 gemäß 8 als 0° definiert. Bei den experimentellen Beispielen 3 bis 5 wurde die Ausrichtung der Anbringung zur Veranlassung eines Strömens des Meßobjektgases von oben links nach unten rechts gemäß 4 in einer zu der Richtung, in die das obere linke horizontale Loch 144b in 4 geöffnet ist, parallelen Richtung als 0° definiert.The influence of the orientation of the mounting of each of the gas sensors according to Experimental Examples 1 to 5 on the response (the angle dependency) was evaluated. First, the gas sensor according to Experimental Example 1 was changed to an in 1 and 2 shown manner attached to a pipe. The orientation of the mounting of the gas sensor according to Experimental Example 1 was such that the measurement object gas in the direction of the arrow D1 in FIG 8th flowed through the pipe. As the measurement gas, gas obtained by mixing oxygen with outside air to adjust the oxygen concentration was used. The target gas was caused to flow through the tube at a flow rate of V = 8 m / s. The oxygen concentration of the flowing through the pipe DUT gas was changed from 22.9% to 20.2%, and a change in the output of the sensor element over time was measured. The output value of the sensor element immediately before the change of the oxygen concentration was defined as 0%, and the output value of the sensor element at the time when the output of the sensor element after the change of the oxygen concentration became stable was defined as 100%. The period of time from which the output value exceeded 10% until the output value exceeded 90% was defined as the reaction time (sec) in the detection of gas concentrations. The shorter the reaction time, the higher the sensitivity to change in the detection of gas concentrations. The orientation of the mounting of the gas sensor according to Experimental Example 1 was changed in several orientations, and the reaction time was measured in each orientation of attachment. Specifically, after the orientation of the attachment for causing a flow of the measurement-object gas in the direction of the arrow D1 has become according to FIG 8th was defined as 0 °, the orientation of the attachment of the gas sensor by rotating the gas sensor about the center axis of the outer protective cover 140 in steps of 30 ° from 0 ° to 360 °, and the reaction time was measured in each orientation of attachment. The orientation of the attachment of the gas sensor is the same at 0 ° and 360 °. Each of the gas sensors according to Experimental Examples 2 to 5 was also mounted in different orientations, and the reaction time was measured in each orientation of attachment. In the gas sensor according to Experimental Example 2, similarly to Experimental Example 1, the orientation of the attachment for causing the sample gas to flow in the direction of the arrow D1 was determined 8th defined as 0 °. In Experimental Examples 3 to 5, the orientation of the attachment for causing a flow of the measurement target gas from top left to bottom right was determined according to FIG 4 in one to the direction in which the upper left horizontal hole 144b in 4 is open, parallel direction defined as 0 °.

15 ist ein Graph, der die Winkelabhängigkeit der Reaktionszeit jedes der Gassensoren gemäß den experimentellen Beispielen 1 bis 5 zeigt. Wie aus 15 deutlich hervorgeht, variierte die Reaktionszeit bei den experimentellen Beispielen 1 und 2 abhängig von der Ausrichtung der Anbringung des Gassensors erheblich. Daher wies die Reaktionszeit eine hohe Winkelabhängigkeit auf. Genauer nahm bei den experimentellen Beispielen 1 und 2 die Reaktionszeit in Intervallen von im Wesentlichen 120° periodisch zu. Bei den experimentellen Beispielen 1 und 2 umfassten die äußeren Auslässe 147a drei horizontale Löcher 147b, die in dem seitlichen Abschnitt 146a ausgebildet waren, und die horizontalen Löcher 147b waren in gleichmäßigen Abständen (von 120°) um die Mittelachse der äußeren Schutzabdeckung 140 angeordnet. Wenn die Ausrichtung der Anbringung 0°, 120°, 240° oder 360° betrug, war daher eines der horizontalen Löcher 147b parallel zur Stromaufseite der Richtung, in die das Meßobjektgas strömte, und zu dieser geöffnet. Dementsprechend wurde bei den experimentellen Beispielen 1 und 2 bei einer Ausrichtung der Anbringung von 0°, 120°, 240° oder 360° der Strom des Meßobjektgases, der danach strebte, durch dieses horizontale Loch 147b aus der äußeren Schutzabdeckung 140 zu strömen, durch das Meßobjektgas behindert, das um dieses horizontale Loch 147b strömte, und das Ansprechverhalten tendierte dadurch dazu, nachzulassen. Wie aus 15 deutlich hervorgeht, waren dagegen bei den experimentellen Beispielen 3 bis 5 von der Ausrichtung der Anbringung abhängige Schwankungen der Reaktionszeit erheblich geringer als bei den experimentellen Beispielen 1 und 2. Daher war die Winkelabhängigkeit gering. Dies liegt vermutlich daran, dass bei den experimentellen Beispielen 3 bis 5 keine äußeren Auslässe 147a in dem seitlichen Abschnitt 146a ausgebildet waren. 15 FIG. 12 is a graph showing the angular dependence of the reaction time of each of the gas sensors according to Experimental Examples 1 to 5. FIG. How out 15 It can be clearly seen that the reaction time in Experimental Examples 1 and 2 varied considerably depending on the orientation of the mounting of the gas sensor. Therefore, the reaction time had a high angle dependence. Specifically, in Experimental Examples 1 and 2, the reaction time periodically increased at intervals of substantially 120 °. In Experimental Examples 1 and 2, the outer outlets included 147a three horizontal holes 147b that in the lateral section 146a were formed, and the horizontal holes 147b were evenly spaced (120 °) around the centerline of the outer protective cover 140 arranged. If the orientation of the attachment was 0 °, 120 °, 240 ° or 360 °, therefore, was one of the horizontal holes 147b parallel to the upstream side of the direction in which the Meßobjektgas flowed, and opened to this. Accordingly, in Experimental Examples 1 and 2, with an orientation of 0 °, 120 °, 240 ° or 360 °, the flow of the target gas aspired thereafter became through this horizontal hole 147b from the outer protective cover 140 to flow, obstructed by the Meßobjektgas that around this horizontal hole 147b flowed and the response tended to fade. How out 15 It can be clearly seen, however, that in Experimental Examples 3 to 5 dependent on the orientation of the attachment dependent fluctuations in the reaction time were significantly lower than in Experimental Examples 1 and 2. Therefore, the angle dependence was low. This is probably due to the fact that in Experimental Examples 3 to 5 no external outlets 147a in the lateral section 146a were trained.

[Bewertung des Ansprechverhaltens][Evaluation of Responsiveness]

Bei jedem der Gassensoren gemäß den experimentellen Beispielen 1 bis 5 wurde die Strömungsgeschwindigkeit V des Meßobjektgases, das durch das Rohr strömte, auf 1, 2, 4, 6, 8 und 10 m/s eingestellt, und die Reaktionszeit [sek] wurde bei jeder Strömungsgeschwindigkeit V gemessen. Die Reaktionszeit wurde auf ähnliche Weise gemessen wie bei der Messung der Reaktionszeit zur Bewertung der vorstehend beschriebenen Winkelabhängigkeit. Als die Strömungsgeschwindigkeit V = 8 m/s betrug, wie in dem vorstehend beschriebenen Fall der Bewertung der Winkelabhängigkeit, wurde die Ausrichtung der Anbringung von 0° bis 360° verändert, und die Reaktionszeit wurde bei jeder Ausrichtung der Anbringung mehrfach gemessen. Darüber hinaus wurde die Sauerstoffkonzentration in dem Meßobjektgas, das durch das Rohr strömte, von 20,2% auf 22,9% verändert (eine Veränderung, die umgekehrt zu der bei der Bewertung der Winkelabhängigkeit erfolgte). Auch in diesem Fall wurde die Ausrichtung der Anbringung ähnlich von 0° bis 360° verändert, und die Reaktionszeit wurde in jeder Ausrichtung der Anbringung mehrfach gemessen. Der Durchschnittswert sämtlicher Reaktionszeiten wurde als Reaktionszeit für die Strömungsgeschwindigkeit V = 8 m/s festgelegt. In den anderen Fällen (Strömungsgeschwindigkeit V = 1, 2, 4, 6 und 10 m/s) wurde die Ausrichtung der Anbringung nicht verändert. Die Reaktionszeit wurde gemessen, nachdem die Sauerstoffkonzentration in dem Meßobjektgas, das durch das Rohr strömte, verringert (von 22,9% auf 20,2%) und erhöht (von 20,2% auf 22,9%) wurde, und der Durchschnittswert der Reaktionszeiten wurde als Reaktionszeit für jede Strömungsgeschwindigkeit V bestimmt. Die Ausrichtung der Anbringung wurde bei den experimentellen Beispielen 1 und 2 auf 0° und bei den experimentellen Beispielen 3 bis 5 auf 180° eingestellt.In each of the gas sensors according to Experimental Examples 1 to 5, the flow velocity V of the sample gas flowing through the tube was set to 1, 2, 4, 6, 8, and 10 m / s, and the reaction time [sec] at each Flow velocity V measured. The reaction time was measured in a similar manner as in the measurement of the reaction time for evaluation of the above-described angular dependence. When the flow velocity V = 8 m / s, as in the above-described case of the angular dependence evaluation, the orientation of the attachment was changed from 0 ° to 360 °, and the reaction time was measured several times at each orientation of attachment. In addition, the oxygen concentration in the measuring-object gas flowing through the pipe was changed from 20.2% to 22.9% (a change inversely to that in the evaluation of the angular dependence). Also in this case, the orientation of attachment was similarly changed from 0 ° to 360 °, and the reaction time was measured several times in each orientation of attachment. The average value of all reaction times was defined as the reaction time for the flow velocity V = 8 m / s. In the other cases (flow rate V = 1, 2, 4, 6 and 10 m / s), the orientation of the attachment was not changed. The reaction time was measured after the oxygen concentration in the measurement object gas flowing through the pipe was decreased (from 22.9% to 20.2%) and increased (from 20.2% to 22.9%), and the average value the reaction times was considered reaction time for each flow velocity V certainly. The orientation of the attachment was set to 0 ° in Experimental Examples 1 and 2 and to 180 ° in Experimental Examples 3 to 5.

Tabelle 1 zeigt die Durchmesser und die Anzahl der äußeren Einlässe und der äußeren Auslässe in der äußeren Schutzabdeckung, die minimale Wegstrecke P, die Gesamtquerschnittsflächen S1 und S2, das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 und die Reaktionszeit bei jeder Strömungsgeschwindigkeit V bei den experimentellen Beispielen 1 bis 5. 16 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit V und der Reaktionszeit bei den experimentellen Beispielen 1 bis 5 zeigt. [Tabelle 1]

Figure DE102017005578A1_0002
Table 1 shows the diameters and the numbers of outer inlets and outer outlets in the outer protective cover, the minimum distance P, the total sectional areas S1 and S2, the sectional area ratio S1 / S2, and the reaction time at each flow velocity V in Experimental Examples 1 to 5 , 16 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the flow velocity V and the reaction time in Experimental Examples 1 to 5. FIG. [Table 1]
Figure DE102017005578A1_0002

Tabelle 1 und 16 zeigen, dass die Reaktionszeit bei jedem der experimentellen Beispiele 1 bis 5 bei einer Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit V zunahm. Bei jeder Strömungsgeschwindigkeit V waren die Reaktionszeiten bei den experimentellen Beispielen 3 bis 5 kürzer als die der experimentellen Beispiele 1 und 2. Genauer waren die Reaktionszeiten bei den experimentellen Beispielen 3 bis 5, bei denen die minimale Wegstrecke P 11,0 mm oder weniger und das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 mehr als 2,0 betrugen, kürzer als die der experimentellen Beispiele 1 und 2, bei denen die minimale Wegstrecke P mehr als 11,0 mm und das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 2,0 oder weniger betrugen. Bei den experimentellen Beispielen 1 bis 5 nahm die Reaktionszeit ab, wenn die minimale Wegstrecke P abnahm. Ein Vergleich zwischen den experimentellen Beispielen 3 und 5, die das gleiche Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 und unterschiedliche minimale Wegstrecken P aufwiesen, zeigt, dass die minimale Wegstrecke P vorzugsweise weniger als 10,0 mm beträgt. Bei den experimentellen Beispielen 1 bis 5 nahm die Reaktionszeit ab, wenn das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 zunahm. Ein Vergleich zwischen den experimentellen Beispielen 3 und 4, die die gleiche minimale Wegstrecke P und unterschiedliche Querschnittsflächenverhältnisse S1/S2 aufwiesen, zeigt, dass das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 vorzugsweise 3,4 oder mehr beträgt. Ein Vergleich zwischen den experimentellen Beispielen 2 bis 5, bei denen die ersten zylindrischen Abschnitte 134 der ersten Elemente 131 den gleichen Innendurchmesser hatten und bei denen die Schutzabdeckungen 120 relativ ähnliche Formen aufwiesen, zeigt, dass die Differenzen zwischen der Reaktionszeit des experimentellen Beispiels 2 und den Reaktionszeiten bei den experimentellen Beispielen 3 bis 5 bei einer Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit V zunahmen. Dies zeigt, dass insbesondere bei einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit V (von 4 m/s oder weniger) die die Reaktionszeit verkürzende Wirkung, die durch Einstellen der minimalen Wegstrecke P auf 11,0 mm oder weniger oder durch Einstellen des Querschnittsflächenverhältnisses S1/S2 auf mehr als 2,0 erzielt wird, vermutlich verstärkt wird. Table 1 and 16 show that the reaction time in each of Experimental Examples 1 to 5 increased with a decrease in the flow velocity V. At each flow rate V, the reaction times in Experimental Examples 3 to 5 were shorter than those of Experimental Examples 1 and 2. More specifically, the reaction times in Experimental Examples 3 to 5 were those in which the minimum travel distance P was 11.0 mm or less and that Sectional area ratio S1 / S2 was more than 2.0, shorter than those of Experimental Examples 1 and 2, in which the minimum distance P was more than 11.0 mm and the sectional area ratio S1 / S2 was 2.0 or less. In Experimental Examples 1 to 5, the reaction time decreased when the minimum distance P decreased. A comparison between Experimental Examples 3 and 5 having the same sectional area ratio S1 / S2 and different minimum distances P shows that the minimum distance P is preferably less than 10.0 mm. In Experimental Examples 1 to 5, the reaction time decreased as the sectional area ratio S1 / S2 increased. A comparison between Experimental Examples 3 and 4, which had the same minimum distance P and different sectional area ratios S1 / S2, shows that the sectional area ratio S1 / S2 is preferably 3.4 or more. A comparison between experimental examples 2 to 5, in which the first cylindrical sections 134 the first elements 131 had the same inner diameter and where the protective covers 120 show relatively similar shapes, shows that the differences between the reaction time of Experimental Example 2 and the reaction times in Experimental Examples 3 to 5 increased with a decrease in the flow velocity V. This shows that especially at a low flow velocity V (of 4 m / s or less), the reaction time shortening effect by setting the minimum distance P to 11.0 mm or less or by setting the sectional area ratio S1 / S2 to more than 2.0 is achieved, probably amplified.

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-121008 , eingereicht am 17. Juni 2016, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.The present application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2016-121008 , filed Jun. 17, 2016, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die vorliegende Erfindung ist auf Gassensoren anwendbar, die die Konzentration eines spezifischen Gases wie NOx in einem Meßobjektgas wie dem Abgas eines Automobils erfassen.The present invention is applicable to gas sensors that detect the concentration of a specific gas such as NOx in a measurement object gas such as the exhaust gas of an automobile.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2008-164411 [0036] JP 2008-164411 [0036]
  • JP 2016-121008 [0085] JP 2016-121008 [0085]

Claims (9)

Gassensor, der umfasst: ein Sensorelement, das einen Gaseinlass aufweist, durch den ein Meßobjektgas eingeleitet wird, und das zur Erfassung einer Konzentration eines vorgegebenen Gases in dem Meßobjektgas geeignet ist, das durch den Gaseinlass in das Sensorelement strömt; eine innere Schutzabdeckung, die eine Sensorelementkammer in ihrem Inneren aufweist und in der ein oder mehrere Elementkammereinlässe und ein oder mehrere Elementkammerauslässe angeordnet sind, wobei in der Sensorelementkammer ein vorderes Ende des Sensorelements und der Gaseinlass untergebracht sind, der Elementkammereinlass ein Eingang zur Sensorelementkammer ist und der Elementkammerauslass ein Ausgang aus der Sensorelementkammer ist; und eine äußere Schutzabdeckung, die außerhalb der inneren Schutzabdeckung angeordnet ist und einen Körperabschnitt, der eine zylindrische Form aufweist und in dem ein oder mehrere äußere Einlässe angeordnet sind, und einen vorderen Endabschnitt umfasst, der eine zylindrische Form mit einer Unterseite und einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Innendurchmesser des Körperabschnitts ist, und in dem ein oder mehrere äußere Auslässe angeordnet sind, wobei der äußere Einlass ein Eingang für das Meßobjektgas von außen ist und der äußere Auslass ein Ausgang für das Meßobjektgas nach außen ist, wobei die äußere Schutzabdeckung und die innere Schutzabdeckung eine erste Gaskammer als Raum zwischen dem Körperabschnitt der äußeren Schutzabdeckung und der inneren Schutzabdeckung und eine zweite Gaskammer als Raum zwischen dem vorderen Endabschnitt der äußeren Schutzabdeckung und der inneren Schutzabdeckung bilden, die erste Gaskammer zumindest ein Abschnitt eines Strömungskanals für das Meßobjektgas zwischen dem äußeren Einlass und dem Elementkammereinlass ist und die zweite Gaskammer zumindest ein Abschnitt eines Strömungskanals für das Meßobjektgas zwischen dem äußeren Auslass und dem Elementkammerauslass ist und nicht direkt mit der ersten Gaskammer verbunden ist, der Elementkammereinlass so in der inneren Schutzabdeckung ausgebildet ist, dass eine elementseitige Öffnung des Elementkammereinlasses, die sich neben der Sensorelementkammer befindet, in einer Vorwärtsrichtung geöffnet ist, die eine Richtung von einem hinteren Ende zum vorderen Ende des Sensorelements ist, der äußere Einlass ein horizontales Loch umfasst, das in einem seitlichen Abschnitt des Körperabschnitts der äußeren Schutzabdeckung angeordnet ist, und der äußere Auslass nicht in einem seitlichen Abschnitt des vorderen Endabschnitts der äußeren Schutzabdeckung angeordnet ist.Gas sensor comprising: a sensor element having a gas inlet through which a measurement-object gas is introduced and adapted to detect a concentration of a given gas in the measurement-object gas flowing into the sensor element through the gas inlet; an inner protective cover having a sensor element chamber in its interior and in which one or more element chamber inlets and one or more element chamber outlets are arranged, wherein in the sensor element chamber a front end of the sensor element and the gas inlet are housed, the element chamber inlet is an input to the sensor element chamber and the Elementkammerauslass is an output from the sensor element chamber; and an outer protective cover which is disposed outside the inner protective cover and a body portion which has a cylindrical shape and in which one or more outer inlets are arranged, and a front end portion having a cylindrical shape with a lower side and an inner diameter, the is smaller than an inner diameter of the body portion and in which one or more outer outlets are disposed, the outer inlet being an input for the measurement object gas from the outside and the outer outlet being an output for the measurement object gas to the outside, wherein the outer protective cover and the inner protective cover form a first gas chamber as a space between the body portion of the outer protective cover and the inner protective cover and a second gas chamber as a space between the front end portion of the outer protective cover and the inner protective cover, the first gas chamber at least a portion of a flow channel for the measurement object gas between the outer inlet and the element chamber inlet, and the second gas chamber is at least a portion of a flow channel for the measurement object gas between the outer outlet and the element chamber outlet and is not directly connected to the first gas chamber, the element chamber inlet is formed in the inner protective cover such that an element side opening of the element chamber inlet located adjacent to the sensor element chamber is opened in a forward direction which is a direction from a rear end to the front end of the sensor element; the outer inlet comprises a horizontal hole arranged in a side portion of the body portion of the outer protective cover, and the outer outlet is not disposed in a side portion of the front end portion of the outer protective cover. Gassensor nach Anspruch 1, wobei eine minimale Wegstrecke P vom äußeren Einlass zum Gaseinlass 5,0 mm oder mehr und 11,0 mm oder weniger beträgt.The gas sensor according to claim 1, wherein a minimum distance P from the outer inlet to the gas inlet is 5.0 mm or more and 11.0 mm or less. Gassensor nach Anspruch 2, wobei die minimale Wegstrecke P 10,0 mm oder weniger beträgt.The gas sensor according to claim 2, wherein the minimum travel distance P is 10.0 mm or less. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Querschnittsflächenverhältnis S1/S2, das ein Verhältnis einer Gesamtquerschnittsfläche S1 [mm2] des äußeren Einlasses zu einer Gesamtquerschnittsfläche S2 [mm2] des äußeren Auslasses ist, mehr als 2,0 und 5,0 oder weniger beträgt.A gas sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein a sectional area ratio S1 / S2 which is a ratio of a total sectional area S1 [mm 2 ] of the outer inlet to a total sectional area S2 [mm 2 ] of the outer outlet is more than 2.0 and 5, 0 or less. Gassensor nach Anspruch 4, wobei das Querschnittsflächenverhältnis S1/S2 3 oder mehr beträgt.A gas sensor according to claim 4, wherein the sectional area ratio S1 / S2 is 3 or more. Gassensor nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Gesamtquerschnittsfläche S1 10 mm2 oder mehr und 30 mm2 oder weniger beträgt.A gas sensor according to claim 4 or 5, wherein the total sectional area S1 is 10 mm 2 or more and 30 mm 2 or less. Gassensor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Gesamtquerschnittsfläche S2 2 mm2 oder mehr und 10 mm2 oder weniger beträgt.A gas sensor according to any one of claims 4 to 6, wherein the total sectional area S2 is 2 mm 2 or more and 10 mm 2 or less. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die innere Schutzabdeckung ein erstes Element und ein zweites Element umfasst, wobei der Elementkammereinlass als Spalt zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ausgebildet ist.Gas sensor according to one of claims 1 to 7, wherein the inner protective cover comprises a first element and a second element, wherein the element chamber inlet is formed as a gap between the first element and the second element. Gassensor nach Anspruch 8, wobei das erste Element einen ersten zylindrischen Abschnitt umfasst, der das Sensorelement umgibt, wobei das zweite Element einen zweiten zylindrischen Abschnitt mit einem Durchmesser umfasst, der größer als ein Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts ist, und der Elementkammereinlass ein röhrenförmiger Spalt zwischen einer äußeren Umfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts und einer inneren Umfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts ist.The gas sensor according to claim 8, wherein the first member includes a first cylindrical portion surrounding the sensor element, the second member including a second cylindrical portion having a diameter larger than a diameter of the first cylindrical portion, and the element chamber inlet is a tubular gap between an outer peripheral surface of the first cylindrical portion and an inner peripheral surface of the second cylindrical portion.
DE102017005578.5A 2016-06-17 2017-06-13 gas sensor Pending DE102017005578A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016121008A JP6850556B2 (en) 2016-06-17 2016-06-17 Gas sensor
JP2016-121008 2016-06-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017005578A1 true DE102017005578A1 (en) 2017-12-21

Family

ID=60481061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017005578.5A Pending DE102017005578A1 (en) 2016-06-17 2017-06-13 gas sensor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170363598A1 (en)
JP (1) JP6850556B2 (en)
DE (1) DE102017005578A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7261718B2 (en) * 2019-10-03 2023-04-20 日本碍子株式会社 gas sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008164411A (en) 2006-12-28 2008-07-17 Ngk Insulators Ltd Nox decomposition electrode, and method of manufacturing nox sensor
WO2014192945A1 (en) 2013-05-31 2014-12-04 日本碍子株式会社 Gas sensor
JP2016121008A (en) 2014-12-25 2016-07-07 株式会社瑞光 Carrying device and carrying method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3531859B2 (en) * 1998-09-28 2004-05-31 株式会社デンソー Gas sensor
JP4856751B2 (en) * 2009-11-27 2012-01-18 日本碍子株式会社 Gas concentration detection sensor
DE102012211039A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh gas sensor
EP2980575B1 (en) * 2013-03-28 2018-03-21 NGK Insulators, Ltd. Gas sensor
JP6276662B2 (en) * 2013-10-16 2018-02-07 日本特殊陶業株式会社 Gas sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008164411A (en) 2006-12-28 2008-07-17 Ngk Insulators Ltd Nox decomposition electrode, and method of manufacturing nox sensor
WO2014192945A1 (en) 2013-05-31 2014-12-04 日本碍子株式会社 Gas sensor
JP2016121008A (en) 2014-12-25 2016-07-07 株式会社瑞光 Carrying device and carrying method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017223622A (en) 2017-12-21
JP6850556B2 (en) 2021-03-31
US20170363598A1 (en) 2017-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017005575A1 (en) gas sensor
DE102017005577A1 (en) gas sensor
DE102007000245B4 (en) Gas sensor with cover structure for measuring sensors
DE10227370B4 (en) gas sensor
DE102017005576A1 (en) gas sensor
DE102007035035A1 (en) gas sensor
DE3203612C2 (en) Oxygen sensor, especially for car exhaust
DE102004002711A1 (en) Gas sensor with improved construction of a protective cover
DE102007000340B4 (en) Gas sensor with increased water penetration resistance and method for operating a gas sensor
DE102020005915A1 (en) GAS SENSOR AND PROTECTIVE COVER
EP3610251B1 (en) Particulate sensor
DE102015100856A1 (en) Laminated gas sensor element, gas sensor, and method of manufacturing gas sensor element
DE112015001576T5 (en) liquid separation
WO1998003861A1 (en) Gas sensor
DE112013005889B4 (en) Spark plug for internal combustion engine
DE102016217166A1 (en) GAS SENSOR
DE102007000045A1 (en) Gas sensor with improved heat resistance
EP3377884B1 (en) Exhaust gas sensor
DE102012217581B4 (en) Gas sensor
DE69736313T2 (en) Device for gas concentration detection
DE112018002009T5 (en) Physical size measuring device
DE112013002429B4 (en) Gas sensor
DE102017005578A1 (en) gas sensor
DE102020005913A1 (en) GAS SENSOR AND PROTECTIVE COVER
DE19924319A1 (en) Gas sensor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication